折半查找的算法思想:

折半查找又称二分查找,它仅仅适用于有序的顺表。
折半查找的基本思想:首先将给定值key与表中中间位置的元素(mid的指向元素)比较。mid=low+high/2(向下取整)

  1. 若key与中间元素相等,则查找成功,返回该元素的存储位置,即mid;
  2. 若key与中间元素不相等,则所需查找的元素只能在中间元素以外的前半部分或后半部分。(至于是前半部分还是后半部分要看key与mid所指向元素的大小关系)
    a.在查找表升序排列的情况下,若给定值key大于中间元素则所查找的元素只可能在后半部分。此时让low=mid+1;
    b.若给定值key小于中间元素则所查找的元素只可能在前半部分。此时让high=mid-1;

来到题目练练手:
在这里插入图片描述
初始化low=0,high=10。
第一轮:mid=(low+high)/2=5,即mid指向5号位置。查找目标为33,key大于mid,所以如果33元素存在的话一定在此时mid的右边。因为key大于mid,所以更新low=mid+1;即low=6,high不变。
第二轮:mid=(low+high)/2=8,即mid指向8号位置.查找目标小于mid所指向的值,所以查找元素若存在一定在mid的左边。更新high=mid-1=7;low不变。
第三轮:mid=(low+high)/2=6,即mid指向6号位置,查找目标大于mid所指向的值,更新low=mid+1=7;high不变。
第四轮:mid=(low+high)/2=7,即mid指向6号位置,查找元素等于id所指向的值。查找成功!返回7。

折半查找的代码实现

/*查找表的数据结构(顺序表),因为链表不具备随机存取的特性,
链表不能用链表来实现*/
typedef struct{		
	ElemType *elem;	//动态数组基址
	int TableLen;	//表的长度
}SSTable;
//折半查找
int Binary_Search(SSTable L,ElemType key){
	int low=0,high=L.TableLen-1,mid;
	while(low<=high){
		mid=(low+high)/2;		//取中间位置
		if(L.elem[mid]==key)	
			return mid;			//查找成功返回所在的位置
		else if(L.elem[mid]>key){	//从前部分查找
			high=mid-1;
		}
		else
			low=mid+1;		//从后部分查找
	}
	return -1;				//查找失败,返回-1
}

折半查找判定树的构造

如果当前low和high之前有奇数个元素,则mid分隔后,左右两部分元素个数相等。
在这里插入图片描述
如果当前low和high之间有偶数个元素,则mid分隔后,左半部分比右半部分少一个元素
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
可以得出结论:
如果当前low和high之间有奇数个元素,则mid分隔后,左右两部分元素个数相等。
如果当前low和high之间有偶数个元素,则mid分隔后,左边部分比右半边部分少一个元素。
在折半查找的判定树中,若mid=(low+high)/2,向下取整,则对于任何一个结点,必有:右子树结点-左子树结点数=0或1。当有奇数个元素时等于0,有偶数个元素时等于1。所以折半查找判定数一定是平衡二叉树。
此外判定树结点关键字:左结点<中<右结点。满足二叉排序树的定义

顺序查找是对着查找表一个元素一个元素查找下去,它的时间复杂度=O(n)。
很显然这折半查找在大多数情况下比顺序查找更有效率。所以我们可以联想记忆:折半查找的时间复杂度为O(log2n)。

那什么情况下顺序查找比折半查找速度更快?
答:在查找元素在表的第一个结点时,顺序查找可以一下子就找到该元素。
在这里插入图片描述
若有纰漏之处,欢迎评判指正!

Logo

为开发者提供学习成长、分享交流、生态实践、资源工具等服务,帮助开发者快速成长。

更多推荐