查找算法-分块查找算法


3.6 分块查找

3.6.1 简介

分块查找是折半查找和顺序查找的一种改进方法,分块查找由于只要求索引表是有序的,对块内节点没有排序要求,因此特别适合于j节点动态变化的情况。

分块查找是折半查找和顺序查找的一种改进方法,折半查找虽然具有很好的性能,但其前提条件时线性表顺序存储而且按照关键码排序,这一前提条件在结点树很大且表元素动态变化时是难以满足的。而顺序查找可以解决表元素动态变化的要求,但查找效率很低。如果既要保持对线性表的查找具有较快的速度,又要能够满足表元素动态变化的要求,则可采用分块查找的方法。

分块查找的速度虽然不如折半查找算法,但比顺序查找算法快得多,同时又不需要对全部节点进行排序。当节点很多且块数很大时,对索引表可以采用折半查找,这样能够进一步提高查找的速度。 [1]

分块查找由于只要求索引表是有序的,对块内节点没有排序要求,因此特别适合于节点动态变化的情况。当增加或减少节以及节点的关键码改变时,只需将该节点调整到所在的块即可。在空间复杂性上,分块查找的主要代价是增加了一个辅助数组。

需要注意的是,当节点变化很频繁时,可能会导致块与块之间的节点数相差很大,没写快具有很多节点,而另一些块则可能只有很少节点,这将会导致查找效率的下降。

3.6.2 算法描述

分块查找要求把一个大的线性表分解成若干块,每块中的节点可以任意存放,但块与块之间必须排序。假设是按关键码值非递减的,那么这种块与块之间必须满足已排序要求,实际上就是对于任意的i,第i块中的所有节点的关键码值都必须小于第i+1块中的所有节点的关键码值。此外,还要建立一个索引表,把每块中的最大关键码值作为索引表的关键码值,按块的顺序存放到一个辅助数组中,显然这个辅助数组是按关键码值费递减排序的。查找时,首先在索引表中进行查找,确定要找的节点所在的块。由于索引表是排序的,因此,对索引表的查找可以采用顺序查找或折半查找;然后,在相应的块中采用顺序查找,即可找到对应的节点。

分块查找在现实生活中也很常用。例如,一个学校有很多个班级,每个班级有几十个学生。给定一个学生的学号,要求查找这个学生的相关资料。显然,每个班级的学生档案是分开存放的,没有任何两个班级的学生的学号是交叉重叠的,那么最好的查找方法实现确定这个学生所在的班级,然后再在这个学生所在班级的学生档案中查找这个学生的资料。上述查找学生资料的过程,实际上就是一个典型的分块查找。

3.6.3 过程

  • 先选取各块中的最大关键字构成一个索引表

  • 查找分两个部分:先对索引表进行二分查找顺序查找,以确定待查记录哪一块中;然后,在已确定的块中用顺序法进行查找。

    示例

    分块查找算法实例

  • 在索引表中确定自己待查记录所在的块。由于块间有序,即索引表中的元素是有序的,故可以采用折半查找或顺序查找索引表。

  • 在块内顺序查找该待查记录。由于块内无序,故只能采用顺序查找


文章作者: 韵华
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