对于有序表:6,7,9,13,17,18,20,31,45,67,87,如果进行折半查找,请回答下列问题: (1)描述折半查找算法,画出折半查找过程的判定树。 (2)若查找元素67,需要依次与哪些元素比较? (3)假定每个元素的查找概率相等,求查找成功时的平均查找长度。
时间: 2024-10-08 11:25:44 浏览: 26
折半查找递归算法-查找的分类与算法
(1)折半查找(Binary Search),也称为二分查找,是一种在有序数组中寻找特定元素的搜索算法。它的基本步骤如下:
- 首先,确定待搜索区间的首尾索引,通常是初始的0和数组长度减一。
- 计算中间索引,即 (左索引 + 右索引) / 2。
- 比较中间元素值与目标值:
- 如果中间元素正好等于目标值,查找结束。
- 如果中间元素大于目标值,说明目标应在前半部分区间内,更新右索引为中间索引减一。
- 如果中间元素小于目标值,说明目标应在后半部分区间内,更新左索引为中间索引加一。
- 重复以上步骤直到找到目标或区间为空。
对于这个问题,判定树会是一个递归结构,从根节点开始,每次分支都是基于比较操作的结果。例如,查找67的过程会是这样的:
```
67
/ \
45 87
/ \
31 67
/ \
18 67
```
- 左边分支会跳过18,然后继续比较31...
- 直到最后一个节点就是我们需要比较的。
(2)查找元素67的过程如下:
- 与87比较,67 < 87,所以缩小范围到左半部(45、31);
- 与45比较,67 > 45,再与31比较;
- 与31比较,67 > 31,再与18比较;
- 与18比较,67 > 18,由于左半部已无合适元素,转向右半部并与67比较(发现匹配)。
(3)平均查找长度(ASL,Average Search Length)计算公式是所有可能情况下的查找次数除以总的元素数。因为每次比较都将查找范围减半,所以最终只会查找一次。假设查找成功的概率为1/11(因为有11个元素),则平均查找长度为:
ASL = (1 * 1 + (11-1) * (1/2)) / 11 = (1 + 5) / 11 ≈ 6 / 11
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