# 二分查找(又称折半查找)是在一个有序表里查找元素的复杂度为O(log(n))的算法。先从中# 二分查找(又称折半查找)是在一个有序表里查找元素的复杂度为O(log(n))的算法。先从中间位置开始比较,相等则返回,如小于中间值,则将接下来的查找范围设定为前一子表,大于则为后一子表,以下如此类推。
# 维基百科参考:http://en.wikipedia.org/wiki/Binary_search_algorithm
class Array
# 迭代版本
def binary_search_in_iterative num, insert = true
min, max = 0, self.size - 1
while min <= max
mid = (min + max) / 2
if num < self[mid]
max = mid - 1
elsif num == self[mid]
return mid
else
min = mid + 1
end
end
insert_item num, min, mid if insert
return nil if min > max
end
# 递归版本
def binary_search_in_recursive num, insert = true, min = nil, max = nil
min ||= 0
max ||= self.size - 1
mid = (min + max) / 2
if min > max
insert_item num, min, mid if insert
return nil
end
if num > self[mid]
binary_search_in_recursive num, insert, mid + 1 , max
elsif num < self[mid]
binary_search_in_recursive num, insert, min, mid - 1
else
return mid
end
end
def insert_item num, min, mid
min = mid if self[min].nil?
self[min..min] = (self[min] < num) ? [self[min], num] : [num, self[min]]
end
end
require 'benchmark'
array = (0..6**7).to_a
puts "数组是从0到#{array[-1]}的之间的所有整数"
[-1, -6**3, 0, 4**5, 6**6].each do |num|
puts "匹配#{num}"
Benchmark.bm do |x|
x.report("index ") { array.index num }
x.report("iterative") { array.binary_search_in_iterative num, false }
x.report("recursive") { array.binary_search_in_recursive num, false }
end
puts
end
__END__
以下是运行本程序的结果
数组是从0到279936的之间的所有整数
匹配-1
user system total real
index 0.010000 0.000000 0.010000 ( 0.014947)
iterative 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000048)
recursive 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000065)
匹配-216
user system total real
index 0.010000 0.000000 0.010000 ( 0.014744)
iterative 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000028)
recursive 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000040)
匹配0
user system total real
index 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000005)
iterative 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000019)
recursive 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000032)
匹配1024
user system total real
index 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000059)
iterative 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000031)
recursive 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000048)
匹配46656
user system total real
index 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.003513)
iterative 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000022)
recursive 0.000000 0.000000 0.000000 ( 0.000045)
从上面可以看到,迭代都比递归快一倍左右,不难看出Ruby里默认的数组查找是直接在线性时间里遍历查找的,查看Array#index对应的C源码一看便知。
static VALUE
rb_ary_index(argc, argv, ary)
int argc;
VALUE *argv;
VALUE ary;
{
VALUE val;
long i;
if (argc == 0) {
RETURN_ENUMERATOR(ary, 0, 0);
for (i=0; i<RARRAY(ary)->len; i++) {
if (RTEST(rb_yield(RARRAY(ary)->ptr[i]))) {
return LONG2NUM(i);
}
}
return Qnil;
}
rb_scan_args(argc, argv, "01", &val);
for (i=0; i<RARRAY(ary)->len; i++) {
if (rb_equal(RARRAY(ary)->ptr[i], val))
return LONG2NUM(i);
}
return Qnil;
}
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