Lineaarsed ja binaarsed otsingualgoritmid

Lineaarsed ja binaarsed otsingualgoritmid

Võimalus teatud andmeid otsida on arvutiteaduse oluline aspekt. Otsingualgoritme kasutatakse andmekogumist konkreetse üksuse otsimiseks.





Algoritmid tagastavad otsingupäringule loogilise tulemuse (õige või vale). Neid saab ka muuta, et anda leitud väärtuse suhteline asukoht.



Selle artikli puhul keskenduvad algoritmid väärtuse olemasolu kindlakstegemisele.





Lineaarse otsingu algoritmid

Lineaarset otsingut tuntakse ka järjestikotsinguna. Seda tüüpi otsingu korral külastatakse loendi iga väärtust ükshaaval korrapäraselt, kontrollides soovitud väärtuse olemasolu.

Algoritm kontrollib väärtust väärtuste kaupa, kuni leiab otsitava väärtuse või otsitavad väärtused saavad otsa. Kui otsitava väärtused on otsas, tähendab see, et teie otsingupäringut pole loendis olemas.



Järjestikuse otsingu algoritm võtab parameetriteks väärtuste loendi ja loendis soovitud üksuse. Tagastamise tulemus lähtestatakse kujul Vale ja muutub Tõsi kui soovitud väärtus on leitud.

Vaadake näiteks Pythoni rakendust allpool:



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

Algoritmi analüüs

Parim stsenaarium juhtub siis, kui soovitud üksus on loendis esimene. Halvim juhtum tekib siis, kui soovitud üksus on loendis viimane (n -nda üksus). Seetõttu on lineaarse otsingu ajaline keerukus O (n).

Ülaltoodud algoritmi keskmine juhtum on n/2.



Seotud: Mis on Big-O märge?

Oluline on teada, et kasutatud algoritm eeldab, et sellele esitatakse juhuslik üksuste loend. See tähendab, et loendiüksused pole kindlas järjekorras.

kas saate PS4 -l mängu tagasi maksta

Oletame, et esemed olid kindlas järjekorras, st väikseimast suuremani. Arvutamisel oleks võimalik teatud eeliseid saavutada.

Võtke näide sellest, kui otsite antud loendist 19: [2, 5, 6, 11, 15, 18, 23, 27, 34]. Pärast 23 -aastaseks saamist selguks, et otsitavat üksust loendis pole. Seetõttu poleks enam oluline jätkata ülejäänud loendiüksuste otsimist.

Binaarotsingu algoritmid

Olete näinud, kuidas järjestatud loend võib vähendada vajalikke arvutusi. Binaarotsingu algoritm kasutab seda tõhusust veelgi rohkem ära, kui tellitud loendi olemasolu.

Algoritm algab tellitud loendi keskmise väärtuse võtmisega ja kontrollib, kas see on soovitud väärtus. Kui ei, siis kontrollitakse väärtust, kas see on soovitud väärtusest väiksem või suurem.

Kui seda on vähem, pole vaja loendi alumist poolt kontrollida. Vastasel juhul, kui see on suurem, liigub see loendi ülemisse poole.

Seotud: Mis on rekursioon ja kuidas seda kasutada?

Olenemata sellest, kumb alamloend (vasak või parem) valitakse, määratakse uuesti keskmine väärtus. Väärtust kontrollitakse uuesti, kui see on nõutav väärtus. Kui ei, siis kontrollitakse, kas see on väiksem või suurem kui nõutud väärtus.

kuidas auruga raha kinkida

Seda protsessi korratakse, kuni väärtus leitakse, kui see on olemas.

Allpool olev Pythoni rakendus on mõeldud binaarse otsingu algoritmi jaoks.

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

Algoritmi analüüs

Parim stsenaarium juhtub siis, kui soovitud üksus on keskmine. Halvim stsenaarium pole siiski nii lihtne. Järgige järgmist analüüsi:

Pärast esimest võrdlust jääb alles n/2 eset. Pärast teist jääb alles n/4 eset. Pärast kolmandat, n/8.

Pange tähele, et üksuste arv väheneb poole võrra, kuni jõuab n/2i, kus i on võrdluste arv. Pärast kogu jagamist saame lõpuks ainult 1 eseme.

See tähendab:

n/2i = 1 Seetõttu on binaarotsing O (log n).

Sortimise juurde liikumine

Binaarotsingus kaalusime juhtumit, kus antud massiiv oli juba tellitud. Kuid oletame, et teil oli tellimata andmekogum ja soovite selle abil binaarset otsingut teha. Mida sa teeksid?

Vastus on lihtne: sorteeri. Arvutiteaduses on mitmeid sorteerimistehnikaid, mida on hästi uuritud. Üks neist meetoditest, mida saate õppima asuda, on valiku sortimise algoritm, samas kui meil on palju juhendeid ka teiste valdkondadega.

Jaga Jaga Piiksuma E -post Valiku sortimise kasutamine

Algajatele on valiku sorteerimine pisut keeruline aru saada, kuid see pole liiga keeruline, kui olete asjad hoos.

Loe edasi Seotud teemad
  • Programmeerimine
  • Tehnoloogia selgitatud
  • Programmeerimine
  • Algoritmid
  • Andmete analüüs
Autori kohta Jerome Davidson(22 artiklit avaldatud)

Jerome on MakeUseOfi personalikirjanik. Ta hõlmab artikleid programmeerimise ja Linuxi kohta. Ta on ka krüptohuviline ja jälgib alati krüptotööstust.

Veel Jerome Davidsonilt

Telli meie uudiskiri

Liituge meie uudiskirjaga, et saada tehnilisi näpunäiteid, ülevaateid, tasuta e -raamatuid ja eksklusiivseid pakkumisi!

Tellimiseks klõpsake siin