查找–斐波那契查找

  • 2019 年 10 月 26 日
  • 筆記

1、什么是斐波那契数列?

1、1、2、3、5、8、13、21、……

斐波那契数列又被成为黄金分割数列,因为  前一项/后一项越来越趋近于0.618

由上面的数列,可以发现 除了前两项,后面每一项都是前两项的和,如3+5=8、8+13=21…..

由此可以得到一下等式

F(n)=F(n-1)+F(n-2)    (除了前两项)

2、斐波那契查找和斐波那契数列有什么联系?

 

 

  斐波那契查找原理与前两种相似,仅仅改变了中间结点(mid)的位置,mid不再是中间或插值得到,而是位于黄金分割点附近,即mid=low+F(k-1)-1(F代表斐波那契数列)  

  关于F(k)-1

由斐波那契数列可知,F(k)=F(k-1)+F(k-2),那F(k)-1=(F(k-1)-1)+(F(k-2)-1)+1,所以数组长度只要满足 F(k)-1,就可以将数组分为F(k-1)-1F(k-2)-1左右两部分,其中mid=low+F(k-1)-1

3、代码实现

目标;查找99  int[] a={0,16,24,35,47,59,62,73,88,99};

public static int MaxSize=20;  //先为斐波那契数列设置长度      //构建你波拉契数列      public static int[] fib(){          int[] f=new int[MaxSize];          f[0]=1;          f[1]=1;          for (int i=2;i<MaxSize;i++){              f[i]=f[i-1]+f[i-2];          }          return f;      }

public static int fibSearch(int[] arr,int key){          int left=0;  //初始指向最数组最左边          int right=arr.length-1; //初始指向最数组最右边          int k=0;  //指示斐波那契数列的下标,初始为0是为了根据数组长度确定数组需要扩展的长度          int mid=0;          int[] f=fib(); //获取斐波那契数列          while (arr.length>f[k]-1){ //这里的f[k]是arr距离斐波那契数列最近的数值,为什么-1,为了符合数组特性(数组最大元素下标是数组长度-1)              k++;          }          int[] temp=Arrays.copyOf(arr,f[k]); //为什么构建一个新数组,因为下面需要对数组进行扩展,查找最后还要用到原始数组,所以不能用原始数组          //扩展数组          for (int i=right+1;i<temp.length;i++){  //这里为什么用temp.length?因为上面Arrays.copyOf(arr,f[k])已经对数组扩展了,这里我们进行的是把扩展的值都改为原始数组的最大值              temp[i]=arr[right];          }            while (left<=right){              mid=left+f[k-1]-1;   //这里就是为mid确定位置,位置确定请看上面的图              if (key<temp[mid]){  //如果当前mid值大于key,说明key在mid左边部分,继续对左边的F[k-1]-1部分进行分割                  right=mid-1;                  k--;              }else if (key>temp[mid]){                  left=mid+1;                  k-=2;              }else {                  if (mid<arr.length){ //查找值的下标在arr数组额范围内,直接返回                      return mid;                  }else { //不在就返回right,为什么?因为后面几位的值和right的值是一样的,说明查找的值就是right                      return right;                  }              }          }          //都找不到返回-1          return -1;        }

public static void main(String[] args) {          int[] a={0,16,24,35,47,59,62,73,88,99};          int key=99;          System.out.println(fibSearch(a,key));      }

4、斐波那契查找缺陷

  • 只适用于顺序表
  • 有序数组