ブロック検索の実装(Java)と解説 - 共通データ構造
1. アルゴリズムの概要
ブロッキング検索は、インデックス順次検索法とも呼ばれます。この検索方法では、元のテーブル自体に加えて、「インデックス テーブル」を確立する必要があります。つまり、元のテーブルがいくつかの部分に分割され、各部分がそのテーブルを選択します。最大 レコードはキー項目として使用され、ブロック内の開始添え字がブロックのポインター項目になります。インデックス テーブルはキーワードに従って順序付けされます。つまり、ブロック間には順序があり、ブロック内の要素は順序が変わります。検索するときは、最初に検索対象のレコードがどのブロックにあるかを決定し、次に順次検索方法を使用して、特定のブロック内の特定の位置を見つけます。したがって、逐次探索方式と二分探索方式の中間の性能となります。
時間計算量: O(n) 以下
空間複雑さ: O(n) 以下
利点:
- テーブル内の要素を挿入および削除する場合、対応するブロックを見つけるだけでよく、ブロック内で挿入および削除操作を実行できます。
- ブロック内で順序付けされていないため、大幅な移動を必要とせずに簡単に挿入および削除できます。
- 線形テーブルを迅速に検索し、頻繁に動的に変更する必要があるシナリオに適しています。
短所:
- インデックステーブルを保存するためのメモリスペースを追加する必要がある
- 最大キー (または最小キー) に従って初期インデックス テーブルをソートする必要がある
2. コードの実装
package top.alibra.algorithm;
public class ChunkedLookup {
private static int ChunkedLookupSearch(int a[],BlockTable[] arr,int key){
int left=0,right=arr.length-1;
//利用折半查找法查找元素所在的块，就是索引块 right初使为3
while(left<=right){
int mid=(right-left)/2+left;//采用折半查找
if(arr[mid].key>=key){
right=mid-1;
}else{
left=mid+1;
}
}
if(left> arr.length-1||right<0){
//表示在两边，没有合适的
return -1;
}
//循环结束，元素所在的块为right+1 取对应左区间下标作为循环的开始点
//因为arr[mid].key>=key，所以真实所在块总是比right大一个，所以要+1
int i=arr[right+1].low;
//在块内进行顺序查找确定记录的最终位置
while(i<=arr[right+1].high&&a[i]!=key){
i++;
}
//如果下标在块的范围之内，说明查找成功，否则失败
if(i<=arr[right+1].high){
return i;
}else{
return -1;
}
}
//测试
public static void main(String[] args) {
//原表
int a[]={
8,21,11,13,34,41,43,39,49,60,58,47,79,80,77,82};
//分块获得对应的索引表,这里是一个以索引结点为元素的对象数组
BlockTable [] arr={
new BlockTable(21,0,3),//最大关键字为22 起始下标为0,3的块
new BlockTable(43,4,7),
new BlockTable(60,8,11),
new BlockTable(82,12,15)
};
//待查关键字
// int key=1;
// int key=9;
// int key=431;
int key=43;
//调用分块查找算法，并输出查找的结果
int result=ChunkedLookupSearch(a,arr,key);
System.out.print("数组下标："+result);
}
}
//索引表结点
class BlockTable{
int key;
int low;
int high;
BlockTable(int key,int low,int high){
this.key=key;
this.low=low;
this.high=high;
}
}