数据结构-静态查找表详解

"D 第9章 查找.pptx" 在计算机科学中，查找是数据处理的一个重要方面，涉及在数据集合中寻找特定信息的过程。本章主要探讨了查找的几个核心概念和技术，包括静态查找表和动态查找表，以及如何评估查找算法的效率。 9.1 基本概念 查找的主要目标是在数据结构中确定是否存在特定的元素，如果存在，则返回该元素的信息。查找成功意味着找到了目标元素，查找不成功则表示未找到。关键词是用于识别记录的重要数据项，可以是主关键字（唯一标识记录）或次关键字（可能标识多个记录）。静态查找涉及只读操作，不改变数据集合，而动态查找允许插入、删除等操作，改变了集合的结构。 9.2 静态查找表 静态查找表是一种固定的数据结构，通常不进行增删操作。其中介绍了几种常见的静态查找算法： 1. 顺序查找（线性查找）：从数据集合的第一个元素开始，逐个比较关键字直到找到目标元素或遍历完整个集合。在顺序结构中，如数组，可以通过索引访问每个元素；在链表中，通过指针遍历。为了优化，可以在查找前将待查关键字插入到表头或表尾作为“哨兵”。 2. 折半查找（二分查找）：适用于有序数据集合，如排序后的数组。每次将查找范围减半，直至找到目标或确定不存在。它利用了二分搜索的特性，平均查找长度显著减少。 3. 静态树表的查找：基于树结构的查找，如二叉搜索树，查找效率取决于树的平衡状态。 4. 分块查找（索引顺序查找）：将大表分为多个较小的块，并创建索引以加速查找。首先在索引中查找，然后在找到的块内进行顺序查找。 9.3 动态查找表 动态查找表允许数据集合的动态变化，比如插入新元素或删除已有元素。这通常涉及更复杂的数据结构，如平衡树（AVL树、红黑树等）、B树、B+树和哈希表。 9.4 哈希表 哈希表提供了一种快速查找的方法，通过哈希函数将关键字映射到表中的位置。理想情况下，哈希函数可以实现常数时间的查找。然而，由于哈希冲突的存在，实际操作中可能需要解决冲突的策略，如开放寻址法和链地址法。 评估查找方法优劣的标准是平均查找长度（ASL），它衡量的是在给定大小的集合中查找的平均比较次数。ASL越小，查找效率越高。计算ASL时，需要考虑文件记录个数、每个记录被查找的概率以及找到每个记录所需的比较次数。 查找技术在数据处理中扮演着至关重要的角色，不同的查找算法根据具体的应用场景和数据特性提供不同的性能和效率。理解这些概念并能灵活运用，对于优化数据处理和提高系统性能至关重要。