高龄白菜java学习第九十天（java数据结构和算法（11））

在java中，常用的查找有4种

线性查找、二分查找/折半查找、插值查找、斐波那契查找

package Search;

import java.util.Arrays;

//线性查找
public class SequenceSearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2,46,12,77,30};
        System.out.println(Arrays.toString(search(arr, 30)));
    }

    public static int[] search(int[] arr,int value){
        //逐一比对，发现相同值时返回下标
        int index = 0;
        int [] temp = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (value==arr[i]){
                temp[index]=i;
                index++;
            }
        }
        return temp;
    }
}

二分查找的前提：一个有序数组

思路分析

1、首先确定数组中间元素的下标

2、用要查找的值与之比较

3、根据大小选择左右递归

什么时候需要结束递归：当left>right

代码实现

package Search;

//二分查找
public class BinarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        //二分查找必须是有序数组
        int[] arr = {1, 3, 5, 7, 9};
        int left = 0;
        int right = arr.length - 1;
        System.out.println(binary(arr, left, right, 9));

    }

    public static int binary(int[] arr, int left, int right, int findValue) {
        if (left > right) {
            return -1;
        }
        int mid = (left + right) / 2;
        if (findValue < arr[mid]) {
            return binary(arr, left, mid - 1, findValue);
        } else if (findValue > arr[mid]) {
            return binary(arr, mid + 1, right, findValue);
        } else return mid;
    }
}

思考：一个有序数组中有多个相同的findValue,如何返回所有的值

代码实现

package Search;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

//二分查找
public class BinarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        //二分查找必须是有序数组
        int[] arr = {1, 3, 5, 7, 9, 9, 9, 9};
        int left = 0;
        int right = arr.length - 1;
        ArrayList arrayList = binary2(arr, left, right, 9);
        System.out.println(arrayList);

    }

    public static int binary(int[] arr, int left, int right, int findValue) {
        if (left > right) {
            return -1;
        }
        int mid = (left + right) / 2;
        if (findValue < arr[mid]) {
            return binary(arr, left, mid - 1, findValue);
        } else if (findValue > arr[mid]) {
            return binary(arr, mid + 1, right, findValue);
        } else return mid;
    }

    public static ArrayList binary2(int[] arr, int left, int right, int findValue) {
        if (left > right) {
            return new ArrayList();//不能用null，否则打印的时候会报空指针异常
        }
        int mid = (left + right) / 2;
        if (findValue < arr[mid]) {
            return binary2(arr, left, mid - 1, findValue);
        } else if (findValue > arr[mid]) {
            return binary2(arr, mid + 1, right, findValue);
        } else {
            ArrayList list = new ArrayList<>();
            int temp = mid - 1;
            while (true) {
                if (temp < 0 || arr[temp] != findValue) {//说明需要退出了
                    break;
                }
                list.add(temp);
                temp -= 1;//左移
            }
            list.add(mid);//左中右
            temp = mid + 1;
            while (true) {
                if (temp > arr.length - 1 || arr[temp] != findValue) {//说明需要退出了
                    break;
                }
                list.add(temp);
                temp += 1;//右移
            }
            return list;
        }
    }
}

对二分查找中的mid的值进行优化，从而更加快速的定位到想找的数

插值查找在数据量较大，且连续的情况下，比二分查找会快很多

package Search;

//插值查找

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class InsertValueSearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[100];
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            arr[i] = i + 1;
        }
//        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        System.out.println(insertSearch(arr, 0, arr.length - 1, 25));
    }

    public static ArrayList insertSearch(int[] arr, int left, int right, int findValue) {
        if (left > right || findValue < arr[left] || findValue > arr[right]) {//多种结束条件判断提高效率
            return new ArrayList();//返回一个空数组代表未找到
        }
        int mid = left + (findValue - arr[left]) / (arr[right] - arr[left]) * (right - left);
        if (findValue < arr[mid]) {//左递归
            return insertSearch(arr, left, mid - 1, findValue);
        } else if (findValue > arr[mid]) {//右递归
            return insertSearch(arr, mid + 1, right, findValue);
        } else {
            int temp = mid - 1;
            ArrayList list = new ArrayList<>();
            while (true) {
                if (temp < 0 || arr[temp] != findValue) {
                    break;
                }
                list.add(temp);
                temp -= 1;
            }
            list.add(mid);
            while (true) {
                if (temp > arr.length - 1 || arr[temp] != findValue) {
                    break;
                }
                list.add(temp);
                temp += 1;
            }
            return list;
        }
    }
}