java实现顺序查找、二分查找、哈希表查找、二叉排序树查找

墨蓝 2022-08-21 13:57 202阅读 0赞

顺序查找、二分查找、哈希表查找、二叉排序树查找这几种查找算法是面试中常被问到的几种算法。

1. 顺序查找

对于数组，按顺序比较给定的值，时间复杂度0(n),，以下是实现：

public static int Linear_Search(int[] data, int key) {
    		if (data == null || data.length <= 0) {
    			return -1;
    		}
    		for (int i = 0; i < data.length; i++) {
    			if (data[i] == key) {
    				return i;
    			}
    		}
    		return -1;
    	}

2.二分查找

二分查找是针对已有序的序列进行的高效查找，时间复杂度0(n),，以下是实现：

/**
    	 * 二分查找的前提是有序,循環
    	 * 
    	 * @param data
    	 * @param key
    	 * @return
    	 */
    	public static int binarySearch(int[] data, int key) {
    		if (data == null || data.length <= 0) {
    			return -1;
    		}
    		int low = 0;
    		int high = data.length - 1;
    		while (low < high) {
    			int mid = (low + high) / 2;
    			if (data[mid] == key) {
    				return mid;
    			} else if (data[mid] > key) {
    				high = mid - 1;
    			} else if (data[mid] < key) {
    				low = mid + 1;
    			}
    		}
    		return -1;
    	}
    
    	/**
    	 * 二分查找的前提是有序,递归
    	 * 
    	 * @param data
    	 * @param key
    	 * @return
    	 */
    	public static int recursiveBinarySearch(int[] data, int low, int high, int key) {
    		if (data == null || data.length <= 0) {
    			return -1;
    		}
    		if (low < high) {
    
    			int mid = (low + high) / 2;
    			if (data[mid] == key) {
    				return mid;
    			} else if (data[mid] > key) {
    				recursiveBinarySearch(data, low, mid - 1, key);
    			} else if (data[mid] < key) {
    				recursiveBinarySearch(data, mid + 1, high, key);
    			}
    
    		}
    		return -1;
    	}

3.哈希表查找

哈希查找是通过计算数据元素的存储地址进行查找的一种方法。O(1)的查找，即所谓的秒杀。哈希查找的本质是先将数据映射成它的哈希值。哈希查找的核心是构造一个哈希函数，它将原来直观、整洁的数据映射为看上去似乎是随机的一些整数。

哈希查找的操作步骤：

1)       用给定的哈希函数构造哈希表；

2)       根据选择的冲突处理方法解决地址冲突；

3)       在哈希表的基础上执行哈希查找。

建立哈希表操作步骤：

1)       step1 取数据元素的关键字key，计算其哈希函数值（地址）。若该地址对应的存储空间还没有被占用，则将该元素存入；否则执行step2解决冲突。

2)       step2 根据选择的冲突处理方法，计算关键字key的下一个存储地址。若下一个存储地址仍被占用，则继续执行step2，直到找到能用的存储地址为止。

哈希查找步骤为：

1)       Step1 对给定k值，计算哈希地址 Di=H（k）；若HST为空，则查找失败；若HST=k，则查找成功；否则，执行step2（处理冲突）。

2)       Step2 重复计算处理冲突的下一个存储地址 Dk=R（Dk-1），直到HST\[Dk\]为空，或HST\[Dk\]=k为止。若HST\[Dk\]=K，则查找成功，否则查找失败。

4.二叉排序树查找

构造一棵二叉排序树的目的，其实并不是为了排序，而是为了提高查找和插入删除的效率。

二叉排序树具有以下几个特点。

1，若根节点有左子树，则左子树的所有节点都比根节点小。

2，若根节点有右子树，则右子树的所有节点都比根节点大。

3，根节点的左，右子树也分别为二叉排序树。

查找的实现：

boolean Search(BiTree T, int key, BiTree f, BiTree p){  
        if(T==null) {  
            p == f;  
            return false;  
        }  
        if(T.data == key) {  
            p == T;  
            return true;  
        }  else if(T.data > key) {  
               return Search(T.lchild,key,T,p);  
        } else {  
               return Search(T.rchild,key,T,p);  
        }  
    }

插入的实现：

boolean Insert(BiTree T, int key)  
    {  
        if(!Search(T,key,null,p)) {  
            BiTree e = new BiTree(key);  
            if(p==null)//说明f是null，说明一开始就是一颗空树  
           {  
             T = e;  
           } else if(p.data > key)  
              p.lchild = e;  
           else  
               p.rchild = e;  
          retrun true;  
        }  
        return false;  
    }

参考：http://www.cnblogs.com/mcgrady/archive/2013/08/25/3280624.html