算法初接触 | 数组的查找[线性查找、二分查找]

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数组的查找

一、线性查找

线性查找是一种在数组中查找数据的算法,与二分查找不同,即便数据没有按顺序存储,也可以应用线性查找。线性查找的操作很简单,只要在数组中从头开始依次往下查找即可

图解

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查找数字6

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首先,检查数组最左边的数字,与6比较,一致则查找结束,不一致向右检查下一个数字

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不一致,向右检查下一个

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重复操作

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找到6,查找结束

解说
线性查找需要从头开始不断地按顺序检查数据,因此在数据量大且目标数据靠后,或者目标数据不存在时,比较的次数就会更多,也更为耗时。若数据量为n,线性查找的时间复杂度便为O(n)。

二、二分查找

二分查找也是一种在数组中查找数据的算法。和线性查找不同,它只能查找已经排好序的数据。二分查找通过比较数组中间的数据与目标数据的大小,可以得知目标数据是在数组的左边还是右边。因此,比较一次就可以把查找范围缩小一半

图解

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查找数字6

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首先找到数组中间的数字,此处为5

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将5和6比较

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把不需要的数字移出查找范围

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在剩下的数组找中间数字,此处为7

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比较7和6

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把不需要的数字移出查找范围

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在剩下的数组找中间数字,此处为6

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6=6,找到目标数字,查找结束

解说
二分查找利用已排好序的数组,每一次查找都可以将查找范围减半。查找范围内只剩一个数据时查找结束。
在二分查找中重复执行“将目标数据和数组中间的数据进行比较后将查找范围减半”的操作log₂n次后,就能找到目标数据(若没找到则可以得出数据不存在的结论),因此它的时间复杂度为O(logn)。

补充说明
二分查找必须建立在数据已经排好序的基础上才能使用,因此添加数据时必须加到合适的位置,这就需要额外耗费维护数组的时间。
而使用线性查找时,数组中的数据可以是无序的,因此添加数据时也无须顾虑位置,直接把它加在末尾即可,不需要耗费时间。
综上,具体使用哪种查找方法,可以根据查找和添加两个操作哪个更为频繁来决定。