查找的介绍

news2024/11/15 18:50:57

一、基本介绍

1、查找方法有：

2、在Python中，我们应当掌握两种常见的查找方法：

二、顺序查找

1、顺序查找案例

2、扩展：

三、二分查找

1、二分查找案例

2、二分查找的思路分析

3、代码实现

一、基本介绍

1、查找方法有：

顺序查找、二分查找、插值查找、斐波那契查找、树表查找、分块查找、哈希查找

2、在Python中，我们应当掌握两种常见的查找方法：

顺序查找、二分查找

二、顺序查找

1、顺序查找案例

有一个列表：白眉鹰王、金毛狮王、紫衫龙王、青翼蝠王，猜名字游戏：从键盘中任意输入一个名称，判断列表中是否包含此名称[顺序查找] 要求：如果找到了，就提示找到，并给出下标值

# 如果只是完成查找功能，可以直接使用 list的方法 index
names_list = ["白眉鹰王", "金毛狮王", "紫衫龙王", "青翼蝠王"]
find_name="金毛狮王"

# 使用 list.index 完成查找
res_index=names_list.index(find_name)
print(f"res_index:{res_index}")  # 1

# 顺序查找
# 定义列表
names_list = ["白眉鹰王", "金毛狮王", "紫衫龙王", "青翼蝠王"]
find_name="金毛狮王"

# 编写顺序查找函数
def seq_search(my_list,find_val):
    """
    功能：顺序查找指定的元素
    :param my_list: 传入的列表(即要查找的列表)
    :param find_val: 要查找的值/元素
    :return: 如果查找到则返回对应的索引下标，否则返回-1
    """
    """
        思路分析
        1、对列表进行遍历，如果找到返回对应的下标
        2、如果遍历结束，没有找到，则返回-1
    """
    find_index=-1
    # 遍历
    for i in range(len(my_list)):
        # 开始比较，如果当前的元素就是要查找的元素，则返回索引
        if my_list[i]==find_val:
            print(f"恭喜，找到对应的值{find_val} 下标是{i}")
            find_index=i
            break  # 退出for
    else:
        print(f"没有找到对应的值 {find_val}")
    return find_index

# 测试
res_index=seq_search(names_list, find_name)
print("res_index:", res_index)

2、扩展：

如果一个列表中有多个要查找的元素/值，比如前面的列表有两个金毛狮王，请思考，怎样才能把满足查询条件的元素下标，都返回

# 顺序查找扩展
# 定义列表
names_list = ["白眉鹰王", "金毛狮王", "紫衫龙王", "青翼蝠王", "金毛狮王"]
find_name="金毛狮王"

# 编写顺序查找函数
def seq_search(my_list, find_val):
    """
        思路分析:
        1、顺序查找列表，把满足查询条件的元素下标都返回
        2、定义一个空列表，保存查找到的索引下标，发现一个就动态的添加到列表
        3、最后返回列表
    """
    # 定义一个空列表
    find_index=[]
    # 遍历
    for i in range(len(my_list)):
        # 开始比较，如果当前的元素就是要查找的元素，就保存到 find_index
        if my_list[i]==find_val:
            # 将找到的下标，添加到 find_index
            find_index.append(i)
    # 返回列表
    return find_index

# 测试
res_index=seq_search(names_list, find_name)
print("res_index:", res_index)  # [1, 4]

三、二分查找

1、二分查找案例

请对一个列表(元素是从小到大的顺序的)进行二分查找[1,8,10,89,1000,1234]，输入一个数，看看该列表中是否存在此数，并且求出下标，如果没有就返回-1

2、二分查找的思路分析

前提：该列表是一个排好序的列表(以从小到大为例)

1）找到列表的中间数 mid_val 和 find_val 比较

2）如果 find_val<mid_val，则到 mid_val 的左边查找

3）如果 find_val>mid_val，则到 mid_val 的右边查找

4）如果 find_val==mid_val，则找到，返回对应的下标即可

5）不断地重复 1-4 步骤，这里就是不断减半，使用while

6）如果while结束，都没有找到，说明find_val 没有在列表中

3、代码实现

# 要查找的列表
num_list = [1, 8, 10, 89, 1000, 1234]

# 编写二分查找函数
def binary_search(my_list,find_val):
    """
    功能：完成二分查找
    :param my_list:要查找的列表(该列表是有序的)
    :param find_val: 要查找的元素/值
    :return: 如果找到返回对应的下标，如果找不到返回-1
    """
    # left_index：表示左边的索引
    # right_index：表示右边的索引
    left_index = 0
    right_index = len(my_list)-1
    # 定义找到数的下标
    find_index=-1
    # 使用while循环，不断的折半比较，比较的前提是 left_index<=right_index
    while left_index<=right_index:
        # 中间数的下标/索引
        mid_index=(left_index+right_index)//2
        # 如果 find_val<mid_val，则到 mid_val 的左边查找
        if find_val<my_list[mid_index]:
            right_index=mid_index-1
        # 如果 find_val>mid_val，则到 mid_val 的右边查找
        elif find_val>my_list[mid_index]:
            left_index=mid_index+1
        else:  #相等
            find_index=mid_index
            break

    return find_index

# 测试
res_index=binary_search(num_list, 1)
if res_index==-1:
    print("没有找到该数")
else:
    print(f"找到数，对应的下标 {res_index}")