算法导论Java实现-二分查找(习题2.3-5)

 

  
  
  
  
  1. package lhz.algorithm.chapter.two; 
  2.  
  3. /** 
  4.  * 二分查找,《算法导论》,习题2.3-5 
  5.  *   Referring back to the searching problem (see Exercise 2.1-3), observe that if 
  6.  * the sequence A is sorted, we can check the midpoint of the sequence against v 
  7.  * and eliminate half of the sequence from further consideration. Binary search 
  8.  * is an algorithm that repeats this procedure, halving the size of the 
  9.  * remaining portion of the sequence each time. Write pseudocode, either 
  10.  * iterative or recursive, for binary search. Argue that the worst-case running 
  11.  * time of binary search is Θ(lg n). 
  12.  * 附:习题2.1-3 
  13.  *  Consider the searching problem:  
  14.  * • Input: A sequence of n numbers A = a1, a2, . . . , an and a value v.  
  15.  * • Output: An index i such that v = A[i] or the special value NIL if v does not appear in A.  
  16.  * Write pseudocode for linear search, which scans through the sequence, looking for v.  
  17.  * Using a loop invariant, prove that your algorithm is correct. Make sure that your loop 
  18.  * invariant fulfills the three necessary properties. 
  19.  * 本文地址:http://mushiqianmeng.blog.51cto.com/3970029/731203
  20.  * @author lihzh(苦逼coder) 
  21.  */ 
  22. public class BinarySearch { 
  23.      
  24.     public static void main(String[] args) { 
  25.         //根据题意,给定一个已经排好序的数组 
  26.         int[] input = new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13}; 
  27.         //给定查找目标 
  28.         int target = 6
  29.         //初始从0到数组最后以后一位为范围 
  30.         String result = binarySearch(input,target,0,input.length-1); 
  31.         //打印输出 
  32.         System.out.println(result); 
  33.     } 
  34.      
  35.     /** 
  36.      * 二分查找 
  37.      * @param input 给定已排序的待查数组 
  38.      * @param target 查找目标 
  39.      * @param from 当前查找的范围起点 
  40.      * @param to 当前查找的返回终点 
  41.      * @return 返回目标在数组中的索引位置。如果不在数组中返回:NIL 
  42.      */ 
  43.     private static String binarySearch(int[] input, int target, int from, int to) { 
  44.         int range = to - from; 
  45.         //如果范围大于0,即存在两个以上的元素,则继续拆分 
  46.         if (range > 0) { 
  47.             //选定中间位 
  48.             int mid = (to + from) / 2
  49.             //先判断两个二分的临界位 
  50.             if (input[mid] == target) { 
  51.                 return String.valueOf(mid); 
  52.             } 
  53.             //如果临界位不满足,则继续二分查找 
  54.             if (input[mid] > target) { 
  55.                 return binarySearch(input,target,from,mid-1); 
  56.             } else { 
  57.                 return binarySearch(input,target,mid+1,to); 
  58.             } 
  59.         } else { 
  60.             if (input[from] == target) { 
  61.                 return String.valueOf(from); 
  62.             } else { 
  63.                 return "NIL"
  64.             } 
  65.         } 
  66.         /* 
  67.          * 复杂度分析: 
  68.          * 在最坏情况下,一共要进行lgn次二分,可以确定最后结果。而每次二分中只进行二分和值的比较 
  69.          * 等时间为常量的操作。因此,二分查找的时间复杂度为:Θ(lg n) 
  70.          * 公式表示如下: 
  71.          * 设数组长度是n的时候,时间为T(n),则如果拆分成n/2长度的数组的时候,需要的时间为T(n/2),切 
  72.          * 无需合并,拆分需要时间为c,为常量。所以T(n)=T(n/2)+c,T(n/2)=T(n/4)+c... 
  73.          * 所以,T(n)=c+c+c+...,攻击lgn个c。所以时间复杂副为:Θ(lg n) 
  74.          */ 
  75.     } 
  76.  

 

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