在日常编程和面试中，查找算法和排序算法需要非常熟练。本文用C++语言的语法来写常用的查找算法：顺序查找，二分查找，

一、顺序查找

1.1基本思想（有序无序皆可以）

1 从表中的第一个元素开始，依次与关键字比较。
2 若某个元素匹配关键字，则查找成功。
3 若查找到最后一个元素还未匹配关键字，则查找失败。

1.2 时空复杂度

1.查找成功时的平均查找长度为:(假设每个数据元素的概率相等）
ASL = 1/n(1+2+3+…+n) = (n+1)/2 ;
2.当查找不成功时，需要n+1次比较，时间复杂度为O(n);所以，顺序查找的时间复杂度为O(n)。
3. 查找成功时的平均查找长度为:(假设每个数据元素的概率相等） ASL = 1/n(1+2+3+…+n) = (n+1)/2 ;当查找不成功时，需要n+1次比较，时间复杂度为O(n);
4. 所以，顺序查找的时间复杂度为O(n)。

1.3 算法优缺点

优点：对于待查的结构无任何要求，算法简单；当待查表中的记录个数较少时，采用顺序查找较好，顺序查找既可用于顺序结构存储，又使用于链接结构存储。
缺点：时间复杂度较大，数据规模较大时效率较低。

1.4 C++实现

template <typename T>
//在长度为n的数组a中查找目标常量值x
int sequentialSearch(T a[],int n const T& x)
{int i;for(i=0;i<n;i++){if(a[i]==x){return i;}}return -1;
}

二、二分查找（折半查找）

2.1基本思想（针对有序）

1.查找过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜素过程结束；
2. 如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较。
3. 如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。

2.2时空复杂度

最坏情况下，目标值比较次数为log2(n+1)，且期望（平均）时间复杂度为O(log2n)；

2.3算法优缺点

优点：查找迅速，每次可以使得搜索范围减少一半；
缺点：必须先排序，为有序数组才行。

2.4C++实现

template <typename T>
//在起点为start，终点为end的有序数组arr中搜索目标值hkey
int binarySearch(T arr[],int start,int end,int hkey)
{if(start>end)return -1;int mid=start+(end-start)/2;if(arr[mid]>hkey){return binarySearch(arr,start,mid-1,hkey);}else if(arr[mid]<hkey){return binarySearch(arr,mid+1,end,hkey);}else{return mid;}
}

三、分块查找

3.1算法思想

将n个数据元素”按块有序”划分为m块（m ≤ n）。每一块中的结点不必有序，但块与块之间必须”按块有序”；即第1块中任一元素的关键字都必须小于第2块中任一元素的关键字；而第2块中任一元素又都必须小于第3块中的任一元素
步骤如下:
1.首先将查找表分成若干块，在每一块中数据元素的存放是任意的，但块与块之间必须是有序的；
2.建立一个索引表，把每块中最大的关键字值按块的顺序存放在一个辅助数组中，这个索引表也按升序排列；
3.查找时先用给定的关键字值在索引表中查找，确定满足条件的数据元素存放在哪个块中，查找方法既可以是折半方法，也可以是顺序查找。
4.再到相应的块中顺序查找，便可以得到查找的结果。

3.2C++实现

//在序列数组st中，用分块方法查找target的记录，在arr[]中二分查找，确定属于m个块的那哪一个块中
int blockSearch(int arr[],int st[],int target,int m)
{int start=0;int end=arr.size()-1;int index=binarySearch(arr,start,end,target);if(index>=0){int j=index>0?m*index:index;int length=(index+1)*m;//在确定的快中用顺序查找方法查找keyfor(int k=j;k<length;k++){if(target==st[k]){//查找成功return k;}}}
}

四、二叉树查找

4.1基本思想

二叉查找树是先对待查找的数据进行生成树，确保树的左分支的值小于右分支的值，然后在就行和每个节点的父节点比较大小，查找最适合的范围。这个算法的查找效率很高，但是如果使用这种查找方法要首先创建树。

二叉查找树:也叫二叉搜索树，或称二叉排序树,或者是一棵空树，或者是具有下列性质的二叉树:
1.若任意节点的左子树不空，则左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值；
2.若任意节点的右子树不空，则右子树上所有节点的值均大于它的根节点的值；
3.任意节点的左、右子树也分别为二叉查找树；
4.没有键值相等的节点。
二叉查找树性质：对二叉查找树进行中序遍历，即可得到有序的数列。

4.2 时空复杂度

它和二分查找一样，插入和查找的时间复杂度均为O(logn)，但是在最坏的情况下仍然会有O(n)的时间复杂度。原因在于插入和删除元素的时候，树没有保持平衡。因此追求的目标是在最坏的情况下仍然有较好的时间复杂度，这就是平衡查找树设计的初衷。
基于二叉查找树进行优化，进而可以得到其他的树表查找算法，如平衡树、红黑树等高效算法。

4.3 C++实现

//定义二叉树数据结构
class TreeNode
{pubic:TreeNode(int value){this.value = value;}
private:int value;TreeNode left;TreeNode right;
}class TreeSearch
{//从根节点为root的树中查找节点的值为value的节点TreeNode search(TreeNode root,int value){   //空树if (root == nullptr){return nullptr;}//定义当前节点TreeNode current = root;while(current != nullptr){if (current.val < value){//如果当前节点的值比value小，则从其右子树中开始找current = current.right;}else if (current.val > value){//如果当前节点的值比value大，则从其左子树中开始找current = current.left;}else if (current.val == value){//找到则返回这个节点return current;}}return nullptr;}
}

五、哈希表查找

散列表（Hash table，也叫哈希表），是根据键（Key）而直接访问在内存存储位置的数据结构。也就是说，它通过计算一个关于键值的函数，将所需查询的数据映射到表中一个位置来访问记录，这加快了查找速度。这个映射函数称做散列函数，存放记录的数组称做散列表。

5.1基本思想

1.用给定的哈希函数构造哈希表；
2.根据选择的冲突处理方法解决地址冲突；
常见的解决冲突的方法：拉链法和线性探测法。
3.在哈希表的基础上执行哈希查找。

5.2 时空复杂度

单纯论查找复杂度：对于无冲突的Hash表而言，查找复杂度为O(1)

5.3C++实现

//实则unordered_map数据结构就是这么实现的
int searchHash(int[] hash, int hashLength, int key)
{// 哈希函数int hashAddress = key % hashLength;// 指定hashAdrress对应值存在但不是关键值，则用开放寻址法解决while (hash[hashAddress] != 0 && hash[hashAddress] != key){hashAddress = (++hashAddress) % hashLength;}// 查找到了开放单元，表示查找失败if (hash[hashAddress] == 0)return -1;return hashAddress;
}

C++实现常用查找算法相关推荐

C++ STL 常用查找算法
C++ STL 常用查找算法 adjacent_find() 在iterator对标识元素范围内,查找一对相邻重复元素,找到则返回指向这对元素的第一个元素的迭代器.否则返回past-the-end. ...
C++STL常用查找算法
C++STL常用查找算法学习目标算法简介 find 功能描述函数原型示例总结 find_if 功能描述函数原型示例总结 adjacent_find 功能描述函数原型示例总结 bi ...
STL算法——常用查找算法（find、find_if、adjacent_find、binary_search、count、count_if）
5.2 常用查找算法学习目标: 掌握常用的查找算法算法简介: find //查找元素 find_if //按条件查找元素 adjacent_find //查找相邻重复元素 binary_searc ...
C++常用查找算法总结（一）
查找是在大量的信息中寻找一个特定的信息元素,在计算机应用中,查找是常用的基本运算,例如编译程序中符号表的查找,字段的查找,等等. 1.查找算法总结 (1). 最容易理解的查找算法,顺序查找法说明:顺 ...
java 二分搜索获得大于目标数的第一位_程序员常用查找算法（顺序、二分、插值、分块、斐波那契）...
顺序查找基本思想属于线性查找和无序查找,从一端开始顺序扫描,直到找到与目标值value相等的元素. 这是最基本的查找方法,也是时间复杂度最高的查找算法. 在数据过多时,这种方法并不适用. 代码实现 ...
c语言中的常用查找算法
1.顺序查找: 概念:按照顺序,从第一个元素遍历到最后一个元素,找到就返回元素下标:下面的代码可以帮助你更好的理解: int main {int arr[]={1,2,3,4,5,6,7};int k ...
C++ 常用查找算法
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include<iostream> #include <algorithm> using namespace ...
常用查找算法之B/B+树
文章目录前言 B- 树查找插入删除 B+ 树查找范围查找总结参考资料前言从算法逻辑上讲二叉查找树的查找和插入操作效率都已经很高,但是在实际应用中由于我们不能将整个索引表加载到内存, ...
常用查找算法（顺序、折半、二叉树、哈希、分块）介绍
一.顺序查找条件:无序或有序队列. 原理:按顺序比较每个元素,直到找到关键字为止. 时间复杂度:O(n) 二.二分查找(折半查找) 条件:有序数组原理:查找过程从数组的中间元素开始,如果中间元 ...

C++实现常用查找算法