查找算法合集

一、顺序搜索法

由于不知道要查找元素的具体位置，只能一个元素一个元素的去判断。

平均查找(n+1)/2

1. int find(int array[], int  length, int value)
2. {
3. if(NULL == array || 0 == length)
4. return -1;
5. for(int index = 0; index < length; index++){
6. if(value == array[index])
7. return index;
8. }
9. return -1;
10. }

二、折半查找

对于一个有序数组，我们就可以通过二分查找的方法来提高查找效率。时间复杂度O(lgn)

二分查找有两种写法，需要特别注意边界。

（1）左闭右闭[left,right]

也就是left = 0, right = n-1。这时的判断条件时left < right。并且当去一边的时候要mid+1或mid-1

1. int search(int array[], int n, int v)
2. {
3. int left, right, middle;
4. left = 0, right = n - 1;    //左闭右闭
5. while (left <= right){      //循环条件
6. middle = (left + right) / 2;
7. if (array[middle] > v){
8. right = middle - 1; //由于middle不符合，所有要middle-1满足右闭
9. }
10. else if (array[middle] < v){
11. left = middle + 1;  //同上，满足左闭
12. }
13. else{
14. return middle;
15. }
16. }
17. return -1;
18. }

（2）左闭右开[left,right)

也就是left = 0,right = n。这时不相等时，有left = mid+1 或 right = mid;

1. int search3(int array[], int n, int v)
2. {
3. int left, right, middle;
4. left = 0, right = n;    //左闭右开
5. while (left < right){   //判断条件，由于是开，就必须不能相等
6. middle = (left + right) / 2;
7. if (array[middle] > v){
8. right = middle; //满足右开
9. }
10. else if (array[middle] < v){
11. left = middle + 1;  //满足左闭
12. }
13. else{
14. return middle;
15. }
16. }
17. return -1;
18. }

在循环体内,计算中间位置的时候,使用的是这个表达式:

middle = (left + right) / 2;

假如,left与right之和超过了所在类型的表示范围的话,那么middle就不会得到正确的值.
所以,更稳妥的做法应该是这样的:

middle = left + (right - left) / 2;

三、搜索二叉树

上面的查找是建立在连续内存基础之上的，那么如果是指针类型的数据呢？怎么办呢？那么就需要引入排序二叉树了。排序二叉树的定义很简单：（1）非叶子节点至少一边的分支非NULL；（2）叶子节点左右分支都为NULL；（3）每一个节点记录一个数据，同时左分支的数据都小于右分支的数据。可以看看下面的定义：

1. typedef struct _NODE
2. {
3. int data;
4. struct _NODE* left;
5. struct _NODE* right;
6. }NODE;

1. const NODE* find_data(const NODE* pNode, int data){
2. if(NULL == pNode)
3. return NULL;
4. if(data == pNode->data)
5. return pNode;
6. else if(data < pNode->data)
7. return find_data(pNode->left, data);
8. else
9. return find_data(pNode->right, data);
10. }

四、哈希表法-----链式查找，相同映射的，放在一个链表中

我们看到（2）、（3）都是建立在完全排序的基础之上，那么有没有建立在折中基础之上的查找呢？有，那就是哈希表。哈希表的定义如下：1）每个数据按照某种聚类运算归到某一大类，然后所有数据链成一个链表；2）所有链表的头指针形成一个指针数组。这种方法因为不需要完整排序，所以在处理中等规模数据的时候很有效。其中节点的定义如下：

1. typedef struct _LINK_NODE
2. {
3. int data;
4. struct _LINK_NODE* next;
5. }LINK_NODE;

那么hash表下面的数据怎么查找呢？

1. LINK_NODE* hash_find(LINK_NODE* array[], int mod, int data)
2. {
3. int index = data % mod;
4. if(NULL == array[index])
5. return NULL;
6. LINK_NODE* pLinkNode = array[index];
7. while(pLinkNode){
8. if(data == pLinkNode->data)
9. return pLinkNode;
10. pLinkNode = pLinkNode->next;
11. }
12. return pLinkNode;
13. }

hash表因为不需要排序，只进行简单的归类，在数据查找的时候特别方便。查找时间的大小取决于mod的大小。mod越小，那么hash查找就越接近于普通查找；那么hash越大呢，那么hash一次查找成功的概率就大大增加。