采用二分查找的方法实现查找 (1)定义顺序表的存储结构; (2)实现顺序表上二分查找; (3)理解二分查找中的判定树的概念和二分查找的平均查找长度。
时间: 2024-12-19 22:12:51 浏览: 20
采用二分查找算法在有序列表中查找特定元素的过程如下:
(1)定义顺序表的存储结构:
顺序表是一种线性的数据结构,每个元素都有一个确定的位置,通常通过数组实现。其存储结构包含两个部分:一是存储实际数据的数组,二是用于存储当前列表长度的变量。例如,在Python中,可以这样表示:
```python
class SequentialList:
def __init__(self):
self.data = []
self.length = 0
```
在插入和删除操作之后,需要更新`length`。
(2)实现顺序表上的二分查找:
二分查找首先假设目标值位于列表中间,然后比较它与目标值的大小。如果相等,则返回索引;如果不等,根据大小关系决定是在左半部分还是右半部分继续查找。这个过程递归地进行,直到找到目标值或者搜索范围为空为止。以下是基本的伪代码:
```python
def binary_search(lst, target):
low = 0
high = len(lst) - 1
while low <= high:
mid = (low + high) // 2
if lst[mid] == target:
return mid
elif lst[mid] < target:
low = mid + 1
else:
high = mid - 1
return -1 # 如果没找到,返回-1表示不存在
```
(3)理解二分查找中的判定树和平均查找长度:
判定树是一个可视化工具,它展示了每次比较如何将搜索范围缩小到一半。在二分查找过程中,每次比较都把搜索空间分为两半,就像一棵不断分支的树。每一层代表一次比较,叶子节点对应最终的查找结果。
平均查找长度(Average Case Time Complexity, AWC),也叫期望查找长度,是指对于均匀分布的数据,算法执行时间的平均值。对于二分查找来说,由于每次都减小一半的搜索范围,它的AWC是O(log n),其中n是列表的长度。这意味着随着列表大小的增长,查找效率会非常快。然而,这基于前提条件是输入列表已经排序。
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