查找

1、线性查找

package search;

public class SeqSearch {
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {1,9,11,-1,34,89};
        int index = seqSearch(arr,11);
        if (index == -1){
            System.out.println("没有找到查找的值");
        }else {
            System.out.println("找到，下标为"+index);
        }

    }

    public static int seqSearch(int[] arr,int value){
        //线性查找是逐一比对，发现相同的值，就返回下标
        for (int i=0;i< arr.length;i++){
            if (arr[i] == value){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
}

2、二分查找

• 二分查找查找的数据是有序的
• 二分查找思路
  • 找到数组的中间下标
  • 让查找的数和 findval 和 arr[mid] 比较
  • findval > arr[mid] 说明要查找的数在 mid 下标的右边，因此向右递归查找
  • findval < arr[mid] 说明要查找的数在 mid 下标的左边，因此向左递归查找
  • findval == arr[mid] 说明找到，就返回

package search;

//二分查找，数组必须有序
public class BinarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {1,8,10,89,1000,1234};
        int index = binarySearch(arr, 0, arr.length - 1, 1);

        if (index == -1){
            System.out.println("没有找到查找的值");
        }else {
            System.out.println("找到，查找值的下标："+index);
        }
    }

    //二分查找

    /***
     * @param arr 数组
     * @param left 左边的索引
     * @param right 右边的索引
     * @param findVal 要查找的值
     * @return 如果找到返回下标，没有找到返回 -1
     */
    public static int binarySearch(int[] arr,int left,int right,int findVal){

        //当 left > right 时，说明递归整个数组，没有找到 返回 -1
        if (left > right){
            return -1;
        }

        int mid = (left + right) / 2;
        if (arr[mid] > findVal){  //向左递归
            return binarySearch(arr,left,mid-1,findVal);
        }else if (arr[mid] < findVal){  //向右递归
             return binarySearch(arr,mid+1,right,findVal);
        }else {
            return mid;
        }
    }
}

• 当一个有序数组中，有多个相同的数，将所有的数都用二分查找查找出来
• 思路分析
  • 在找到 mid 索引值，不要马上返回
  • 向 mid 索引的左边扫描，将所有满足查找的值的下标添加到集合中
  • 向 mid 索引的右边扫描，将所有满足查找的值的下标添加到集合中

    public static List<Integer> binarySearch2(int[] arr, int left, int right, int findVal){

        //当 left > right 时，说明递归整个数组，没有找到 返回 -1
        if (left > right){
            return null;
        }

        int mid = (left + right) / 2;
        if (arr[mid] > findVal){  //向左递归
            return binarySearch2(arr,left,mid-1,findVal);
        }else if (arr[mid] < findVal){  //向右递归
            return binarySearch2(arr,mid+1,right,findVal);
        }else {

            ArrayList<Integer> indexes = new ArrayList<Integer>();
            //向mid 左边扫描找到所有满足查找的值
            int temp = mid -1;
            while (true){
                if (temp < 0 || arr[temp] != findVal){ //退出
                    break;
                }else{  //否则把temp放到集合中
                    indexes.add(temp);
                    temp--; //temp 左移
                }
            }
            indexes.add(mid);
            //向右扫描
            temp = mid + 1;
            while (true){
                if (temp > arr.length -1 || arr[temp] != findVal){
                    break;
                }else {
                    indexes.add(temp);
                    temp++;
                }
            }
            return indexes;
        }
    }

3、插值查找

• 插值查找算法类似于二分查找，不同的是插值查找每次从自适应 mid 处开始查找
• int mid = left + (right - left) * (findVal - arr[left]) / (arr[right] - arr[left])
• 对于数据量较大，关键字分布比较均匀的查找表来说，采用插值查找，速度较快
• 关键字分布不均匀的情况下，该方法不一定比折半查找快

package search;


//插值查找,数组必须有序
public class InsertValueSearch {
    public static void main(String[] args) {
        // arr = {1,2,3,...,100}
        int arr[] = new int[100];
        for (int i =0 ;i< 100;i++){
            arr[i] = i+1;
        }

        int index = insertValueSearch(arr,0,arr.length-1,100);
        System.out.println(index);
    }

    //插值查找
    public static int insertValueSearch(int[] arr,int left,int right,int findVal){

        // findVal < arr[0] || findVal > arr[0] 条件必须有，否则得到的mid可能越界
        if (left > right || findVal < arr[0] || findVal > arr[arr.length-1]){
            return -1;
        }

        int mid = left + (right - left) * (findVal - arr[left]) / (arr[right] - arr[left]);

        if (findVal > arr[mid]){  //向右递归查找
            return insertValueSearch(arr,mid+1,right,findVal);
        }else if (findVal < arr[mid]){ //向左递归查找
            return insertValueSearch(arr,left,mid-1,findVal);
        }else {
            return mid;
        }

    }
}