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          插補搜尋法之算法分析及實現

            插補方式有:直線插補,圓弧插補,拋物線插補,樣條線插補等,我們這里用到的是直線插補。

            直線插補(Llne Interpolation)這是車床上常用的一種插補方式,在此方式中,兩點間的插補沿著直線的點群來逼近,沿此直線控制刀具的運動。

            對于一個有序數組,一般我們可以使用二分查找發查找某一個元素,這里介紹另一種方法,插補(Interpolation)搜尋法。和二分查找直接用中間的元素和要找的元素比較不一樣,該算法利用數據分布近似直線來做比例運算,求得一個索引和要找的元素比較。

            如果卻搜尋的資料分布平均的話,可以使用插補搜尋法來進行搜尋,在搜尋的對象比較多時,插補搜尋法會比二分搜尋法來的快速。有的書上說插補查找算法比二分查找速度快,我在同一臺機器上使用百萬級數據測試發現,事實上并不是這樣。插補查找可能收斂的速度的確比二分快一些,但是它的運算過程中用到了乘法和除法這些耗時的運算,所以實際效果并沒有二分查找的速度快。

            插補搜尋算法分析

            插補搜尋法是以資料分布的近似直線來作比例運算,以求出中間的索引并進行資料比對,如果取出的值小于要尋找的值,則提高下界,如果取出的值大于要尋找的值,則降低下界,如此不斷的減少搜尋的范圍,所以其本原則與二分搜尋法是相同的,至于中間值的尋找是透過比例運算,如下所示,其中K是指定要尋找的對象, 而m則是可能的索引值www.yztrans.com


            假設數組為a,下屆為low,上屆為high,要找的元素的K,則求得中間值為m

            在二分查找中,m = low + (high - low) /2;

            在插補查找中,m = low + (high - low) * (K - a[low]) / (a[high] - a[low])。

            插補搜尋算法實現(C/OC)

            #define MAX 100

            #define SWAP(x,y) {int t; t = x; x = y; y = t;}

            //主程序(C/OC)

            int number[MAX] = {0};

            int i, find;

            srand(time(NULL)); //產生隨機數種子

            for(i = 0; i < MAX; i++) { //產生隨機數組

            number[i] = rand() % 100;

            }

            quicksort(number, 0, MAX-1); //快速排序,是數組變成有序的

            printf("數列:");

            for(i = 0; i < MAX; i++)

            printf("%d ", number[i]);

            find = 11; //被搜索的數字

            if((i = intsrch(number, find)) >= 0) //調用插入排序法

            printf("\n找到數字于索引 %d ", i);

            else

            printf("\n找不到指定數");

            printf("\n");

            //插補搜尋法

            int intsrch(int number[], int find) {

            int low, mid, upper;

            low = 0;

            upper = MAX - 1;

            while(low <= upper) {

            mid = (upper-low)*

            (find-number[low])/(number[upper]-number[low])

            + low; //核心算法的實現

            if(mid < low || mid > upper) //為找到,查詢結束

            return -1;

            if(find < number[mid])

            upper = mid - 1;

            else if(find > number[mid])

            low = mid + 1;

            else //查詢成功

            return mid;

            }

            return -1;

            }

            //快速排序法

            void quicksort(int number[], int left, int right) {

            int i, j, k, s;

            if(left < right) {

            s = number[(left+right)/2]; //以中間值為基準

            i = left - 1;

            j = right + 1;

            while(1) {

            while(number[++i] < s) ; // 向右找

            while(number[--j] > s) ; // 向左找

            if(i >= j)

            break;

            SWAP(number[i], number[j]);

            }

            quicksort(number, left, i-1); // 對左邊進行遞回

            quicksort(number, j+1, right); // 對右邊進行遞回

            }

            }

          posted on 2014-01-20 22:00 好不容易 閱讀(152) 評論(0)  編輯  收藏


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