一、顺序查找
平均查找长度(ASL):
- 等概率成功查找时,ASL 为 (n+1)/2(n+1)/2(n+1)/2(约表长的一半);
- 查找失败时,需比较 n+1n+1n+1 次。
优化策略:若各结点查找概率不等,将高概率元素前置(按查找概率从大到小排列),可降低平均查找长度,提高效率。
优缺点:
- 优点:算法简单,适用于任意存储结构(向量或链表),对数据是否有序无要求;
- 缺点:效率低,时间复杂度为 O(n)O(n)O(n),当 nnn 较大时性能差,不适合大规模数据查找。
二、二分法查找(折半查找)
适用条件:
- 表必须是有序表(关键字有序);
- 存储结构为顺序存储结构(如数组),以支持随机访问。
核心步骤:
- 初始化查找区间:
low = 0,high = n-1; - 当
low <= high时,计算中点:mid = ⌊(low + high) / 2⌋; - 比较待查值 kkk 与 R[mid].keyR[mid].keyR[mid].key:
- 若 R[mid].key>kR[mid].key > kR[mid].key>k,则在左半区间继续查找:
high = mid - 1; - 若 R[mid].key<kR[mid].key < kR[mid].key<k,则在右半区间继续查找:
low = mid + 1; - 若相等,则查找成功,返回位置
mid;
- 若 R[mid].key>kR[mid].key > kR[mid].key>k,则在左半区间继续查找:
- 若
low > high,查找失败,返回失败标志。
性能分析:
- 成功查找的 ASL 约为 log2(n+1)−1\log_2(n+1) - 1log2(n+1)−1;
- 时间复杂度为 O(logn)O(\log n)O(logn),效率远高于顺序查找;
- 缺点:依赖有序表和顺序存储,插入删除困难,适用于静态查找表。、
二分查找不能用于链表结构的主要原因在于无法实现随机访问。
二分查找的核心是每次通过计算中点位置 mid,直接访问中间元素 R[mid]R[mid]R[mid],从而将查找区间缩小一半。这种操作要求能在 O(1)O(1)O(1) 时间内访问任意位置的元素,这只有在顺序存储结构(如数组)中才能实现。
而链表是一种链式存储结构,其特点是:
- 元素在内存中非连续存放;
- 只能从头结点开始,逐个遍历才能访问到第 midmidmid 个元素;
- 访问中间元素的时间复杂度为 O(n)O(n)O(n),而非 O(1)O(1)O(1)。
因此,在链表上进行二分查找时,每次计算 mid 后仍需花费 O(n)O(n)O(n) 时间去遍历到该位置,导致整体时间复杂度退化为 O(nlogn)O(n \log n)O(nlogn),甚至更差,失去了二分查找高效性的优势。
此外,频繁的中点定位会使算法效率远低于直接使用顺序查找。
✅ 虽然可以通过“跳表”或“双向链表+索引”等方式近似实现类似二分的查找,但这些已不属于传统意义上的二分查找。


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