搜索算法(一)之二分法查找(Python代码实现)

目录

一:搜索算法介绍

二:二分法查找

三:二分查找的代码实现

 (一):非递归实现

 (二):递归实现

四:时间复杂度分析


一:搜索算法介绍

搜索是在一个项目集合中找到一个特定项目的算法过程。搜索通常的答案是真的或假的,因为该项目是否存在。 搜索的几种常见方法:顺序查找二分法查找二叉树查找哈希查找等。

二:二分法查找

二分查找又称折半查找,优点是比较次数少,查找速度快,平均性能好;其缺点是要求待查表为有序表,且插入删除困难。因此,折半查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。首先,假设表中元素是按升序排列,将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较,如果两者相等,则查找成功;否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表,如果中间位置记录的关键字大于查找关键字,则进一步查找前一子表,否则进一步查找后一子表。重复以上过程,直到找到满足条件的记录,使查找成功,或直到子表不存在为止,此时查找不成功。

搜索算法(一)之二分法查找(Python代码实现)_第1张图片

三:二分查找的代码实现

 (一):非递归实现

def binary_search(alist, item):
    """二分法查找非递归实现"""
    first = 0
    last = len(alist) - 1
    while first <= last:
        midpoint = (first + last) // 2
        if alist[midpoint] == item:
            return True
        elif item < alist[midpoint]:
            last = midpoint - 1
        else:
            first = midpoint + 1
    return False

if __name__ =="__main__":
    testlist = [0, 1, 2, 8, 13, 17, 19, 32, 42, ]
    print(binary_search(testlist, 3))
    print(binary_search(testlist, 13))

运行结果

搜索算法(一)之二分法查找(Python代码实现)_第2张图片

 (二):递归实现

def binary_search(alist, item):
    if len(alist) == 0:
        return False
    else:
        midpoint = len(alist)//2
        if alist[midpoint] == item:
          return True
        else:
          if item < alist[midpoint]:
            return binary_search(alist[:midpoint], item)
          else:
            return binary_search(alist[midpoint+1:], item)


if __name__ == "__main__":
    testlist = [0, 1, 2, 8, 13, 17, 19, 32, 42, 100]
    print(binary_search(testlist, 3))
    print(binary_search(testlist, 13))

运行效果

搜索算法(一)之二分法查找(Python代码实现)_第3张图片

四:时间复杂度分析

  • 最优时间复杂度:O(1)
  • 最坏时间复杂度:O(logn)

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