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PHP有序表查找----插值查找

黄舟
發布: 2023-03-04 11:48:01
原創
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前言:

在前面我們介紹了二分查找,但是我們考慮一下,為什麼一定要折半呢?而不是折四分之一或更多?

打個比方,在英文字典裡查找“apple”,你下意識裡翻開字典是翻前面的書頁還是後面的書頁呢?如果再查「zoo」,你又會怎麼查?顯然你不會從字典中間開始查起,而是有某個目的地往前或往後翻。

同樣,例如要在取值範圍在 0 ~ 10000 之間的100個元素從小到大均勻分佈的數組中查找5,我們自然而然地先考慮數組下標較小的開始查找。

以上的分析其實就是插值查找的思想,它是二分查找的改進。

基本思想:

根據要找的關鍵字key與查找表中的最大最小記錄的關鍵字比較後的查找方法,其核心就在於插值計算公式: 
$key - $arr[$low] 
——————————- 
$arr[$high] - $arr[$low]

代碼:

<?php
//插值查找(前提是数组必须是有序数组) 事件复杂度 O(logn)
//但对于数组长度比较大,关键字分布又是比较均匀的来说,插值查找的效率比折半查找的效率高
$i = 0;    //存储对比的次数
//@param 待查找数组
//@param 待搜索的数字
function insertsearch($arr,$num){
    $count = count($arr);
    $lower = 0;
    $high = $count - 1;
    global $i;
    while($lower <= $high){
        $i ++; //计数器
        if($arr[$lower] == $num){
            return $lower;
        }
        if($arr[$high] == $num){
            return $high;
        }
        // 折半查找 : $middle = intval(($lower + $high) / 2);
        $middle = intval($lower + ($num - $arr[$lower]) / ($arr[$high] - $arr[$lower]) * ($high - $lower)); 
        if($num < $arr[$middle]){
            $high = $middle - 1;
        }else if($num > $arr[$middle]){
            $lower = $middle + 1;
        }else{
            return $middle;
        }
    }
    return -1;
}
$arr = array(0,1,16,24,35,47,59,62,73,88,99);
$pos = insertsearch($arr,62);
print($pos);
echo "<br>";
echo $i;
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總結:

從時間複雜度上來看,它也是O(logn ),但對於有序表比較長,而關鍵字分佈有比較均勻的查找表來說,插值查找演算法的平均表現比二分查找好的多。反之,數組中若分佈類似{0,1,2,2000,2001,。 。 。 999998,999999}這種極度不均的數據,用內插法查找未必是很合適的選擇。

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來源:php.cn
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