Izskaidroti lineārie un binārie meklēšanas algoritmi

Izskaidroti lineārie un binārie meklēšanas algoritmi

Spēja meklēt dažus datus ir svarīgs datorzinātņu aspekts. Meklēšanas algoritmi tiek izmantoti, lai datu kopā meklētu noteiktu vienumu.





Algoritmi meklēšanas vaicājumam atgriež Būla rezultātu (patiesu vai nepatiesu). Tos var arī mainīt, lai sniegtu atrastās vērtības relatīvo stāvokli.



Šajā rakstā algoritmi koncentrēsies uz vērtības esamības noteikšanu.





Lineārās meklēšanas algoritmi

Lineāro meklēšanu sauc arī par secīgu meklēšanu. Šāda veida meklēšanā katra vērtība sarakstā tiek apskatīta pa vienam, vienlaikus pārbaudot, vai vēlamā vērtība pastāv.

Algoritms pārbauda vērtību pēc vērtības, līdz atrod meklēto vērtību vai beidzas meklētās vērtības. Ja meklēšanai trūkst vērtību, tas nozīmē, ka jūsu meklēšanas vaicājums sarakstā nepastāv.



Secīgs meklēšanas algoritms kā parametrus ņem vērtību sarakstu un vēlamo vienumu sarakstā. Atgriešanās rezultāts tiek inicializēts kā Nepatiess un mainīsies uz Taisnība kad tiek atrasta vēlamā vērtība.

Kā piemēru skatiet tālāk norādīto Python ieviešanu:



def linearSearch(mylist, item):
found = False
index = 0
while index if mylist[index] == item:
found = True
else:
index = index+1
return found

Algoritmu analīze

Labākais gadījums rodas, ja vēlamais vienums ir pirmais sarakstā. Sliktākais gadījums rodas, ja vēlamais vienums ir pēdējais sarakstā (n. Vienums). Tāpēc lineārās meklēšanas laika sarežģītība ir O (n).

Vidējais gadījuma scenārijs iepriekšminētajā algoritmā ir n/2.



Saistīts: Kas ir Big-O apzīmējums?

Ir svarīgi zināt, ka izmantotais algoritms pieņem, ka tam tiek nodrošināts nejaušs vienumu saraksts. Tas ir, saraksta vienumi nav noteiktā secībā.

kā iegūt vairāk krātuves Mac

Pieņemsim, ka preces bija noteiktā secībā, teiksim, no mazākā uz lielāko. Aprēķinos būtu iespējams iegūt zināmas priekšrocības.

Ņemiet piemēru, meklējot 19 šajā sarakstā: [2, 5, 6, 11, 15, 18, 23, 27, 34]. Sasniedzot 23, kļūtu skaidrs, ka meklētais vienums sarakstā neeksistē. Tāpēc vairs nebūtu svarīgi turpināt meklēt pārējos saraksta vienumus.

Binārie meklēšanas algoritmi

Jūs esat redzējis, kā sakārtots saraksts var samazināt nepieciešamo aprēķinu. Binārās meklēšanas algoritms vēl vairāk izmanto šo efektivitāti, ko nodrošina sakārtots saraksts.

Algoritms sākas, ņemot sakārtotā saraksta vidējo vērtību un pārbaudot, vai tā ir vēlamā vērtība. Ja tā nav, tad tiek pārbaudīta vērtība, vai tā ir mazāka vai lielāka par vēlamo vērtību.

Ja tas ir mazāks, tad nav jāpārbauda saraksta apakšējā puse. Pretējā gadījumā, ja tas ir lielāks, tas pāriet uz saraksta augšējo pusi.

Saistīts: Kas ir rekursija un kā to izmantot?

Neatkarīgi no izvēlētā apakšsaraksta (pa kreisi vai pa labi) atkal tiks noteikta vidējā vērtība. Vērtība tiek vēlreiz pārbaudīta, ja tā ir nepieciešamā vērtība. Ja tā nav, tiek pārbaudīts, vai tā ir mazāka vai lielāka par pieprasīto vērtību.

kur pārdot kolekcionējamas rotaļlietas manā tuvumā

Šo procesu atkārto, līdz tiek atrasta vērtība, ja tā ir.

Tālāk redzamā Python ieviešana ir paredzēta binārajam meklēšanas algoritmam.

def binarySearch (mylist, item):

low = 0
high = len(mylist) - 1
found = False
while low <= high and not found: mid = (low + high) // 2
if mylist[mid] == item:found = True
elif item else:low = mid + 1
return found

Algoritmu analīze

Labākais gadījums rodas, ja vēlamais vienums ir vidējais. Sliktākais scenārijs tomēr nav tik vienkāršs. Izpildiet zemāk esošo analīzi:

Pēc pirmā salīdzinājuma n/2 vienumi tiks atstāti. Pēc otrā tiks atstāti n/4 priekšmeti. Pēc trešās, n/8.

Ievērojiet, ka vienību skaits samazinās uz pusi, līdz sasniedz n/2i, kur i ir salīdzinājumu skaits. Pēc visas sadalīšanas mēs iegūstam tikai 1 vienumu.

Tas nozīmē:

n/2i = 1 Tāpēc binārā meklēšana ir O (log n).

Pārejam uz kārtošanu

Binārā meklēšanā mēs izskatījām gadījumu, kad dotais masīvs jau bija pasūtīts. Bet pieņemsim, ka jums bija nesakārtota datu kopa un jūs vēlējāties tajā veikt bināro meklēšanu. Ko tu darītu?

Atbilde ir vienkārša: sakārtojiet to. Datorzinātnē ir vairākas kārtošanas metodes, kas ir labi izpētītas. Viens no šiem paņēmieniem, ko varat sākt studēt, ir atlases kārtošanas algoritms, lai gan mums ir daudz ceļvežu, kas saistīti arī ar citām jomām.

Kopīgot Kopīgot Čivināt E -pasts Kā izmantot atlases kārtošanu

Atlases kārtošana iesācējiem ir nedaudz sarežģīta, lai to saprastu, taču tas nav pārāk sarežģīti, tiklīdz esat apguvis lietas.

Lasīt Tālāk Saistītās tēmas
  • Programmēšana
  • Izskaidrota tehnoloģija
  • Programmēšana
  • Algoritmi
  • Datu analīze
Par autoru Džeroms Deividsons(22 raksti publicēti)

Džeroms ir MakeUseOf personāla rakstnieks. Viņš aptver rakstus par programmēšanu un Linux. Viņš ir arī kriptogrāfijas entuziasts un vienmēr seko līdzi kriptogrāfijas nozarei.

Vairāk no Džeroma Deividsona

Abonējiet mūsu biļetenu

Pievienojieties mūsu informatīvajam izdevumam, lai iegūtu tehniskus padomus, pārskatus, bezmaksas e -grāmatas un ekskluzīvus piedāvājumus!

Noklikšķiniet šeit, lai abonētu