一、查找的基本概念
1.列表:由同一类型的数据元素组成的集合。
关键码:数据元素中的某个数据项,可以标识列表中的一个或一组数据元素。
键值:关键码的值。
主关键码:可以唯一地标识一个记录的关键码。
次关键码:不能唯一地标识一个记录的关键码。
2.查找 :在具有相同类型的记录构成的集合中找出满足给定条件的记录。
查找的结果 :若在查找集合中找到了与给定值相匹配的记录,则称查找成功;否则,称查找失败。
3.静态查找 :不涉及插入和删除操作的查找 。
动态查找 :涉及插入和删除操作的查找。
静态查找适用于:查找集合一经生成,便只对其进行查找,而不进行插入和删除操作; 或经过一段时间的查找之后,集中地进行插入和删除等修改操作;
动态查找适用于:查找与插入和删除操作在同一个阶段进行,例如当查找成功时,要删除查找到的记录,当查找不成功时,要插入被查找的记录。
4.查找结构 :面向查找操作的数据结构 ,即查找基于的数据结构。
线性表:适用于静态查找,主要采用顺序查找技术、折半查找技术。
树表:适用于动态查找,主要采用二叉排序树的查找技术。
散列表:静态查找和动态查找均适用,主要采用散列技术。
二、线性表的查找技术
1.普通的顺序查找
基本思想:
从线性表的一端向另一端逐个将关键码与给定值进行比较,
若相等,则查找成功,给出该记录在表中的位置;
若整个表检测完仍未找到与给定值相等的关键码,则查找失败,给出失败信息。
int SeqSearch1(int r[ ], int n, int k)//数组r[1] ~ r[n]存放查找集合
{
i=n;
while (i>0 && r[i]!=k)
i--;
return i;
}
2.改进的顺序查找
基本思想:
设置“哨兵”。
哨兵就是待查值,
将哨兵放在查找方向的尽头处,
免去了在查找过程中每一次比较后都要判断查找位置是否越界,从而提高查找速度。
int SeqSearch2(int r[ ], int n, int k) //数组r[1] ~ r[n]存放查找集合
{
r[0]=k; i=n;
while (r[i]!=k)
i --;
return i;
}
3.折半查找
(1)适用条件
线性表中的记录必须按关键码有序
必须采用顺序存储
(2)基本思想:
在有序表中(low, high,low<=high),
取中间记录作为比较对象,
若给定值与中间记录的关键码相等,则查找成功;
若给定值小于中间记录的关键码,则在中间记录的左半区继续查找;
若给定值大于中间记录的关键码,则在中间记录的右半区继续查找。
不断重复上述过程,直到查找成功,或所查找的区域无记录,查找失败。
(3)递归算法
int BinSearch2(int r[ ], int low, int high, int k){
if (low>high) return 0;
else {
mid=(low+high)/2;
if (k<r[mid])
return BinSearch2(r, low, mid-1, k);
else if (k>r[mid])
return BinSearch2(r, mid+1, high, k);
else return mid;
}
}
(4)非递归算法
int BinSearch1(int r[ ], int n, int k){
int low=1; high=n,mid;
while (low<=high)
{
mid=(low+high)/2;
if (k<r[mid]) high=mid-1;
else if (k>r[mid]) low=mid+1;
else return mid;
}
return 0;
}
三、数表的查找技术
1.二叉排序树
(1)二叉排序树(也称二叉查找树):或者是一棵空的二叉树,或者是具有下 列性质的二叉树:
⑴若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于根结点的值;
⑵若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于根结点的值;
⑶ 它的左右子树也都是二叉排序树。
(2)二叉排序树的插入算法
void BiSortTree::InsertBST(BiNode<int> * &root, BiNode<int> *s)
{
if (root==NULL)
root=s;
else
if (s->data<root->data)
InsertBST(root->lchild, s);
else
InsertBST(root->rchild, s);
}
(3)二叉排序树的构造算法
BiSortTree::BiSortTree(int r[ ], int n){
for (i=0; i<n; i++) {
s=new BiNode<int>;
s->data=r[i];
s->lchild=s->rchild=NULL;
InsertBST(root, s);
}
}
(4)二叉排序树的删除算法
基本思想:
1.若结点p是叶子,则直接删除结点p;
2. 若结点p只有左子树,则只需重接p的左子树;
若结点p只有右子树,则只需重接p的右子树;
3. 若结点p的左右子树均不空,则
3.1 查找结点p的右子树上的最左下结点s及s双亲结点par;
3.2 将结点s数据域替换到被删结点p的数据域;
3.3 若结点p的右孩子无左子树,
则将s的右子树接到par的右子树上;
否则,将s的右子树接到结点par的左子树上;
3.4 删除结点s;
void BiSortTree::DeleteBST(BiNode<int> *p, BiNode<int> *f ) {
if (!p->lchild && !p->rchild) {
if(f->child==p) f->lchild= NULL;
else f->lchild= NULL;
delete p;
}
else if (!p->rchild) { //p只有左子树
if(f->child==p) f->lchild=p->lchild;
else f->rchild=p->lchild;
delete p;
}
else if (!p->lchild) { //p只有右子树
if(f->child==p) f->lchild=p->rchild;
else f->rchild=p->rchild;
delete p;
}
else { //左右子树均不空
par=p; s=p->rchild;
while (s->lchild!=NULL) //查找最左下结点
{
par=s;
s=s->lchild;
}
p->data=s->data;
if (par==p) p->rchild=s->rchild; //处理特殊情况
else par->lchild=s->rchild; //一般情况
delete s;
} //左右子树均不空的情况处理完毕
}
(5)二叉排序树的查找算法
在二叉排序树中查找给定值k的过程是:
⑴ 若root是空树,则查找失败;
⑵ 若k=root->data,则查找成功;否则
⑶ 若k<root->data,则在root的左子树上查找;否则
⑷ 在root的右子树上查找。
上述过程一直持续到k被找到或者待查找的子树为空,如果待查找的子树为空,则查找失败。
二叉排序树的查找效率在于只需查找二个子树之一。
BiNode *BiSortTree::SearchBST(BiNode<int> *root, int k)
{
if (root==NULL)
return NULL;
else if (root->data==k)
return root;
else if (k<root->data)
return SearchBST(root->lchild, k);
else
return SearchBST(root->rchild, k);
}
2.平衡二叉树
来源:CSDN
作者:wzriLiu
链接:https://blog.csdn.net/wzriLiu/article/details/103568443