《数据结构-查找》课件.pptx

数据结构-查找ppt课件目录CONTENTS查找的基本概念顺序查找二分查找哈希查找B树查找01查找的基本概念0102查找的定义查找操作是数据结构中非常重要的一环，它涉及到如何快速、准确地找到所需的数据。查找：在数据结构中，查找是指根据给定的关键字，在数据集合中找出与关键字相等的元素。从数据结构的第一个元素开始，逐个比较，直到找到目标元素或遍历完整个数据结构。线性查找二分查找哈希查找将数据结构分为左右两部分，每次取中间元素与目标元素比较，缩小查找范围。通过哈希函数将关键字转化为数据结构中的位置，直接访问该位置上的元素。030201查找的分类衡量查找操作所需时间的度量标准，包括最好、平均和最坏情况下的时间复杂度。时间复杂度衡量查找操作所需额外空间大小的度量标准。空间复杂度平均每次查找操作所需比较次数的度量标准。平均查找长度查找的性能指标02顺序查找从数据结构中的第一个元素开始，逐个比较，直到找到目标元素或遍历完整个数据结构。顺序查找当数据结构中元素无序时，可以采用顺序查找。适用场景使用for循环或while循环，从第一个元素开始比较，如果找到目标元素则返回该元素，否则继续遍历。实现方式顺序查找的基本概念伪代码描述顺序查找的算法实现functionsequential_search(data_structure,target)forifrom0tolength(data_structure)-1顺序查找的算法实现if data_structurei=targetreturni#返回目标元素的索引return-1#如果未找到目标元素，则返回-1或其他特定值顺序查找的算法实现示例代码（Python）python顺序查找的算法实现defsequential_search(lst,target)foriinrange(len(lst)iflsti=target顺序查找的算法实现returni#返回目标元素的索引return-1#如果未找到目标元素，则返回-1或其他特定值顺序查找的算法实现O(n)，其中n为数据结构中元素的个数。因为最坏情况下需要遍历整个数据结构。时间复杂度O(1)，只需要常数级别的额外空间来存储循环变量等。空间复杂度顺序查找的时间复杂度分析03二分查找二分查找是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。总结词二分查找的基本思想是将数组分成两半，比较中间元素与目标值，如果目标值与中间元素相等，则查找成功；如果目标值小于中间元素，则在左半部分数组中继续查找；如果目标值大于中间元素，则在右半部分数组中继续查找，直到找到目标值或搜索区间为空。详细描述二分查找的基本概念总结词二分查找的算法实现包括确定搜索区间、比较中间元素和目标值、根据比较结果调整搜索区间等步骤。详细描述在算法实现中，首先需要确定搜索区间，即整个数组或搜索区间的左右端点。然后比较中间元素与目标值，根据比较结果调整搜索区间，继续查找，直到找到目标值或搜索区间为空。二分查找的算法实现总结词二分查找的时间复杂度为O(logn)，其中n为数组长度。详细描述二分查找的时间复杂度分析基于每次将搜索区间减半的原则。在每次查找过程中，搜索区间长度减半，因此需要进行logn次查找才能找到目标值或搜索区间为空。因此，二分查找的时间复杂度为O(logn)。二分查找的时间复杂度分析04哈希查找哈希查找是一种通过哈希函数将键映射到存储位置的查找方法。哈希查找具有快速查找的特点，其时间复杂度为O(1)。哈希查找需要预先定义哈希函数和解决哈希冲突的方法。哈希查找的基本概念直接定址法除余法平方取中法数字分析法哈希函数的构造方法01020304将键值直接映射到存储位置，适用于键值数量较少的情况。将键值除以某个常数取余数作为存储位置，适用于键值数量较多且分布均匀的情况。将键值平方后取中间几位作为存储位置，适用于键值数量较多且分布不均匀的情况。根据键值的数字特性进行分析，选择合适的哈希函数，适用于具有特定数字特性的键值。开放地址法当发生哈希冲突时，通过一定的探测方法找到下一个可用的存储位置。常见的开放地址法有线性探测、二次探测和双散列等。再哈希当发生哈希冲突时，使用另一个哈希函数计算存储位置，直到找到可用的位置。再哈希可以提高哈希查找的均匀性和负载因子。链地址法将所有具有相同哈希值的键值链接在一起，形成一个链表。当发生哈希冲突时，将新插入的键值添加到链表的末尾。链地址法适用于存储空间充足且负载因子适中的情况。哈希冲突的处理方法05B树查找B树是一种自平衡的多路搜索树，主要用于磁盘或其他直接访问辅助设备上的数据存储和检索。B树的每个节点包含关键字和子节点指针。关键字按升序排列，并将节点分为若干个子集。B树的阶数定义了每个节点的最大子节点数，通常为m。B树的特性包括分裂和合并操作，以保持树的平衡。01020304B树的基本概念B树的查找算法实现从根节点开始查找，比较要查找的关键字与节点的关键字，按照相应规则移动到子节点。如果目标关键字等于节点中的某个关键字，查找成功。如果目标关键字小于当前节点的最小关键字，移动到左子树。如果目标关键字大于当前节点的最大关键字，移动到右子树。如果目标关键字在两个关键字的范围内，移动到相应的子树。最坏时间复杂度O(logn)，出现在B树退化成单链树时。平均时间复杂度O(logn)，其中n为B树中关键字的数量。最好时间复杂度O(1)，当B树退化为一个节点时。B树查找的时间复杂度分析THANKS感谢您的观看