(3) 查找算法 --- 顺序查找 折半查找

查找算法

查找算法是在存在的序列（list） 中查找特定的目标（target），要求序列中每个记录必须与一个关键词（key）关联才能进行查找。



查找算法通常需要两个输入：

1、被查找的序列 2、要查找的关键词
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顺序查找算法

顺序查找算法的思路很简单：

从表的第一个元素开始一个一个向下查找，如果有和目标一致的元素，查找成功；如果到最后一个元素仍没有目标元素，则查找失败。

package com.pjm.testjava.suanfa;

/**
 * (1) java实现查找算法：线性查找 　
 * 顺序查找也称为线形查找，从数据结构线形表的一端开始，顺序扫描，依次将扫描到的结点关键字
 * 与给定值k相比较，若相等则表示查找成功；若扫描结束仍没有找到关键字等于k的结点，表示查找失败。
 * 
 * ★问题说明： 查找到Key时，打印Search Time时 永远是的输出 1。理解参数传递。
 * 在Linear_Search方法中Counter的值确实改变了。但是返回到main方法中Counter的值仍未1。
 * 
 * @author pan
 * 
 */
public class LSearch1 {

	// ---------------------------------------------------
	// 顺序查找（线性查找 从头到尾依次查找）
	// ---------------------------------------------------
	/**
	 * int[] Data 数组 int Key 待查找值 Counter 查找次数计数器 返回值 boolean
	 * 查找到返回true，未找到返回false。
	 */
	public static boolean Linear_Search(int[] Data, int Key, int Counter) {
		int i; // 数据索引计数变量

		for (i = 0; i < Data.length; i++) {
			// 输出数据
			System.out.print("[" + (int) Data[i] + "]");
			// 查找到数据时
			if ((int) Key == (int) Data[i])
				return true; // 传回true
			Counter++; // 计数器递增
		}
		return false; // 传回false
	}

	public static void main(String args[]) {

		// 测试数据
		int[] Data = { 12, 76, 29, 22, 15, 62, 29, 58, 35, 67, 58, 33, 28, 89,
				90, 28, 64, 48, 20, 77 }; // 输入数据数组,长度20
		int Counter = 1; // 查找次数计数变量
		int KeyValue = 22;

		// 调用线性查找
		if (Linear_Search(Data, KeyValue, Counter)) {
			// 输出查找次数
			System.out.println("");
			System.out.println("Search Time = " + Counter);
		} else {
			// 输出没有找到数据
			System.out.println("");
			System.out.println("No Found!!");
		}
	}
}

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二分查找算法

二分查找前提是表是按递增或递减顺序的规范表。

二分查找从表中间开始查找目标元素。如果找到一致元素，则查找成功。如果中间元素比目标元素小，则仍用二分查找方法查找表的后半部分（表是递增排列的），反之中间元素比目标元素大，则查找表的前半部分。





假设 数组中存在重复元素 那么折半查找 将返回 首次查到 数据的索引值 。

/**
 * (2) java实现查找算法：折半查找(有前提 数组必须是 有序数组)
 * 
 * 二分查找要求线形表中的结点按关键字值升序或降序排列，用给定值k先与中间结点的关键字比较，
 * 中间结点把线形表分成两个子表，若相等则查找成功；若不相等，再根据k与该中间结点关键字的
 * 比较结果确定下一步查找哪个子表，这样递归进行，直到查找到或查找结束发现表中没有这样的结点。
 */
public class BSearch2 {

	// ---------------------------------------------------
	// 折半查找法1  (无重复序列的查找)
	// ---------------------------------------------------
	/**
	 * int[] data   数据源  
	 * int key      查找的值
	 * 
	 * 返回值 int 查找到则返回 该值对应的索引值，如不存在则返回-1
	 */
	public static int binearySeach(int[] data, int key) {
		
		int start = 0;   		   //首次 起始index (0)
		int end = data.length-1;   //首次 尾部index (数组长度-1  索引)
		int middle =0;
		
		while(start<=end){
			 middle = (start+end)/2;//首次 中间index ((start+end)/2)

			if(data[middle]==key){
				//查找到则返回索引 (while循环的出口)
				return middle;
			}else if(data[middle]>key){
				end = middle-1;
			}else{
				start = middle+1;
			}
			
		}
		//满足start<=end的条件下未查找到   结束 while循环  返回-1
		return -1;
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		
		 //测试数据
		 int[] Data = { 12, 16, 19, 22, 25, 32, 39, 48, 55, 57, 58,  
		   63, 68, 69, 70, 78, 84, 88, 90, 97 }; 

		 //查找kye为22，返回22对应的索引值index
		 int index = binearySeach(Data, 97);
		 System.out.println(index);
		 
		 
	}
}

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java数据结构与算法一书中的例子 <find 二分查找，前提是 数组中不存在重复元素>

// orderedArray.java
// demonstrates ordered array class
// to run this program: C>java OrderedApp
////////////////////////////////////////////////////////////////
class OrdArray
   {
   private long[] a;                 // ref to array a
   private int nElems;               // number of data items
   //-----------------------------------------------------------
   public OrdArray(int max)          // constructor
      {
      a = new long[max];             // create array
      nElems = 0;
      }
   //-----------------------------------------------------------
   public int size()
      { return nElems; }
   //-----------------------------------------------------------
   public int find(long searchKey)
      {
      int lowerBound = 0;
      int upperBound = nElems-1;
      int curIn;

      while(true)
         {
         curIn = (lowerBound + upperBound ) / 2;
         if(a[curIn]==searchKey)
            return curIn;              // found it
         else if(lowerBound > upperBound)
            return nElems;             // can't find it
         else                          // divide range
            {
            if(a[curIn] < searchKey)
               lowerBound = curIn + 1; // it's in upper half
            else
               upperBound = curIn - 1; // it's in lower half
            }  // end else divide range
         }  // end while
      }  // end find()
   //-----------------------------------------------------------
   public void insert(long value)    // put element into array
      {
      int j;
      for(j=0; j<nElems; j++)        // find where it goes
         if(a[j] > value)            // (linear search)
            break;
      for(int k=nElems; k>j; k--)    // move bigger ones up
         a[k] = a[k-1];
      a[j] = value;                  // insert it
      nElems++;                      // increment size
      }  // end insert()
   //-----------------------------------------------------------
   public boolean delete(long value)
      {
      int j = find(value);
      if(j==nElems)                  // can't find it
         return false;
      else                           // found it
         {
         for(int k=j; k<nElems; k++) // move bigger ones down
            a[k] = a[k+1];
         nElems--;                   // decrement size
         return true;
         }
      }  // end delete()
   //-----------------------------------------------------------
   public void display()             // displays array contents
      {
      for(int j=0; j<nElems; j++)       // for each element,
         System.out.print(a[j] + " ");  // display it
      System.out.println("");
      }
   //-----------------------------------------------------------
   }  // end class OrdArray
////////////////////////////////////////////////////////////////
class OrderedApp
   {
   public static void main(String[] args)
      {
      int maxSize = 100;             // array size
      OrdArray arr;                  // reference to array
      arr = new OrdArray(maxSize);   // create the array

      arr.insert(77);                // insert 10 items
      arr.insert(99);
      arr.insert(44);
      arr.insert(55);
      arr.insert(22);
      arr.insert(88);
      arr.insert(11);
      arr.insert(00);
      arr.insert(66);
      arr.insert(33);

      int searchKey = 55;            // search for item
      if( arr.find(searchKey) != arr.size() )
         System.out.println("Found " + searchKey);
      else
         System.out.println("Can't find " + searchKey);

      arr.display();                 // display items

      arr.delete(00);                // delete 3 items
      arr.delete(55);
      arr.delete(99);

      arr.display();                 // display items again
      }  // end main()
   }  // end class OrderedApp