Python实现插值查找

插值查找是一种基于二分查找的改进算法，适用于有序数组中均匀分布的情况。它的核心思想是根据查找值在数组中的相对位置，计算出一个比二分查找更接近查找值的位置，从而提高查找效率。

下面是Python实现插值查找的代码：

def interpolation_search(arr, target):
    """
    插值查找算法
    :param arr: 有序数组
    :param target: 查找目标值
    :return: 目标值在数组中的索引，不存在返回-1
    """
    n = len(arr)
    low, high = 0, n - 1
    while low <= high:
        pos = low + (target - arr[low]) * (high - low) // (arr[high] - arr[low])  # 计算插值位置
        if pos < 0 or pos >= n:  # 超出数组范围，退出循环
            break
        if arr[pos] == target:
            return pos
        elif arr[pos] < target:
            low = pos + 1
        else:
            high = pos - 1
    return -1

其中，插值位置的计算公式为：

pos = low + (target - arr[low]) * (high - low) // (arr[high] - arr[low])

这里将插值位置看作是查找值在数组中所占的比例，乘以数组的长度后加上起始位置，即可得到插值位置。这个计算公式比较容易理解，但需要注意的是，如果数组中存在重复元素，那么插值查找可能会出现死循环，因为插值位置可能会一直在同一个位置上循环。

在使用插值查找时，需要注意以下几点：

- 适用于均匀分布的有序数组，如果分布不均匀，可能会导致效率降低；
- 插值查找需要使用除法运算，可能会降低效率；
- 如果数组中存在重复元素，可能会出现死循环。