指數搜尋


指數搜尋也稱為雙倍或加倍搜尋。此機制用於查詢可能出現搜尋鍵的範圍。如果 L 和 U 是列表的上限和下限,那麼 L 和 U 都是 2 的冪。對於最後一部分,U 是列表的最後位置。因此,它被稱為指數。

在找到特定範圍後,它使用二分搜尋技術來查詢搜尋鍵的確切位置。

指數搜尋技術的複雜性

  • 時間複雜度:最優情況為 O(1)。平均或最壞情況為 O(log2 i)。其中 i 是搜尋鍵出現的位置。
  • 空間複雜度:O(1)

輸入和輸出

Input:
A sorted list of data:
10 13 15 26 28 50 56 88 94 127 159 356 480 567 689 699 780 850 956 995
The search key 780
Output:
Item found at location: 16

演算法

binarySearch(陣列,開始位置,結束位置,鍵)

輸入:一個已排序的陣列,開始位置和結束位置以及搜尋鍵

輸出:鍵的位置(如果找到),否則位置錯誤。

Begin
   if start <= end then
      mid := start + (end - start) /2
      if array[mid] = key then
         return mid location
      if array[mid] > key then
         call binarySearch(array, mid+1, end, key)
      else when array[mid] < key then
         call binarySearch(array, start, mid-1, key)
   else
      return invalid location
End

exponentialSearch(陣列,開始位置,結束位置,鍵)

輸入:一個已排序的陣列,開始位置和結束位置以及搜尋鍵

輸出:找到鍵的位置(如果找到),否則為錯誤位置。

Begin
   if (end – start) <= 0 then
      return invalid location
   i := 1
   while i < (end - start) do
      if array[i] < key then
         i := i * 2 //increase i as power of 2
      else
         terminate the loop
   done
   call binarySearch(array, i/2, i, key)
End

示例

#include<iostream>
using namespace std;

int binarySearch(int array[], int start, int end, int key) {
   if(start <= end) {
      int mid = (start + (end - start) /2); //mid location of the list
      if(array[mid] == key)
         return mid;
      if(array[mid] > key)
         return binarySearch(array, start, mid-1, key);
         return binarySearch(array, mid+1, end, key);
   }
   return -1;
}

int exponentialSearch(int array[], int start, int end, int key){
   if((end - start) <= 0)
      return -1;
      int i = 1; // as 2^0 = 1
      while(i < (end - start)){
         if(array[i] < key)
            i *= 2; //i will increase as power of 2
         else
            break; //when array[i] corsses the key element
   }
   return binarySearch(array, i/2, i, key); //search item in the smaller range
}

int main() {
   int n, searchKey, loc;
   cout << "Enter number of items: ";
   cin >> n;
   int arr[n]; //create an array of size n
   cout << "Enter items: " << endl;
   for(int i = 0; i< n; i++) {
      cin >> arr[i];
   }
   cout << "Enter search key to search in the list: ";
   cin >> searchKey;
   if((loc = exponentialSearch(arr, 0, n, searchKey)) >= 0)
      cout << "Item found at location: " << loc << endl;
   else
      cout << "Item is not found in the list." << endl;
}

輸出

Enter number of items: 20
Enter items:
10 13 15 26 28 50 56 88 94 127 159 356 480 567 689 699 780 850 956 995
Enter search key to search in the list: 780
Item found at location: 16

更新於:2020 年 6 月 15 日

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