title: 常用查找算法及Java实现
description: 常用的一些查找算法，经典必会，Java实现。
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查找算法
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算法
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date: 2020-07-30 20:05:54
常用算法
顺序查找
顺序查找也称为线形查找，属于无序查找算法。从数据结构线形表的一端开始，顺序扫描，依次将扫描到的结点关键字与给定值k相比较，若相等则表示查找成功；若扫描结束仍没有找到关键字等于k的结点，表示查找失败。
顺序查找的时间复杂度为O(n)。
public class Search {
public static void main(String[] args) {
int arr[] = {5, 11, 7, 9, 2, 3, 12, 8, 6, 1, 4, 10};
search(arr,3);
}
/**
* 顺序查找
*/
public static int order(int[] arr, int target) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] == target) {
return i;
}
}
return -1;
}
}二分查找
也称为是折半查找，属于有序查找算法。用给定值k先与中间结点的关键字比较，中间结点把线形表分成两个子表，若相等则查找成功；若不相等，再根据k与该中间结点关键字的比较结果确定下一步查找哪个子表，这样递归进行，直到查找到或查找结束发现表中没有这样的结点。
最坏情况下，关键词比较次数为log2(n+1)，且期望时间复杂度为
O(log2n)；
/**
* 常规二分查找
*/
public static int half(int[] arr, int target) {
//使数组有序
Arrays.sort(arr);
System.out.println(String.format("原数组%s中查找【%s】", Arrays.toString(arr), target));
int left = 0;
int right = arr.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = ((right - left) >> 1) + left;
if (target > arr[mid]) {
left = mid + 1;
} else if (target < arr[mid]) {
right = mid - 1;
} else {
return mid;
}
}
return -1;
}
/**
* 递归二分查找
* @param high len-1
*/
public static int halfByRecurse(int[] arr, int target, int low, int high) {
int mid = ((high - low) >> 1) + low;
if (low == high) {
return -1;
}
if (target == arr[mid]) {
return mid;
}
if (target > arr[mid]) {
return halfByRecurse(arr, target, mid + 1, high);
}
if (target < arr[mid]) {
return halfByRecurse(arr, target, low, mid - 1);
}
return -1;
}插值查找
基于二分查找算法，将查找点的选择改进为自适应选择，可以提高查找效率。当然，差值查找也属于有序查找
代码基本上和二分查找一样，有修改的地方就是mid的获取
在二分查找中$mid=$$low+high \over {2}$ 可改写成 $mid =low + $ $ {high-low} \over {2}$
也就是说我们的mid每次都是折中的取，但是对于一些均匀分布的有序表，这样做感觉有些费时，比如找字典的时候，找a这个字母，我们肯定不会从中间开始，而是偏向于字典前面一些开始。
插值查找就是基于这样的思想
我们对1/2进行改进:
$mid=low+$$key-a[low] \over a[high]=a[low]$$(high-low)$key就是要查找的值，数组a是有序表
简单的理解就是计算出key所占比，然后更好地找到key所在的区间范围
但是对于极端分布的数组，插值查找的效率就大打折扣了
比如
int a[7]={0,1,2,100,102,1000,10000}
Java代码实现
/**
* 插值查找
*/
public static int insert(int[] arr, int target) {
//使数组有序
Arrays.sort(arr);
System.out.println(String.format("原数组%s中进行插值查找【%s】", Arrays.toString(arr), target));
int left = 0;
int right = arr.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) * ((target - arr[left]) / (arr[right] - arr[left]));
if (target > arr[mid]) {
left = mid + 1;
} else if (target < arr[mid]) {
right = mid - 1;
} else {
return mid;
}
}
return -1;
}
/**
* 递归插值查找
*
* @param high len-1
*/
public static int insertByRecurse(int[] arr, int target, int low, int high) {
int mid = low + (high - low) * ((target - arr[low]) / (arr[high] - arr[low]));
if (low <= high) {
if (target == arr[mid]) {
return mid;
} else if (target > arr[mid]) {
return insertByRecurse(arr, target, mid + 1, high);
} else {
return insertByRecurse(arr, target, low, mid - 1);
}
} else {
return -1;
}
}斐波那契查找
斐波那契数列：1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89…….(从第三个数开始，后边每一个数都是前两个数的和)。然后我们会发现，随着斐波那契数列的递增，前后两个数的比值会越来越接近黄金分割0.618，利用这个特性，我们就可以将黄金比例运用到查找技术中。
也是二分查找的一种提升算法，通过运用黄金比例的概念在数列中选择查找点进行查找，提高查找效率。同样地，斐波那契查找也属于一种有序查找算法。
树表查找
分块查找
哈希查找
