当前位置: 首页 > news >正文

数据结构之美:如何优化搜索和排序算法

文章目录

    • 搜索算法的优化
      • 1. 二分搜索
      • 2. 哈希表
    • 排序算法的优化
      • 1. 快速排序
      • 2. 归并排序
    • 总结

在这里插入图片描述

🎉欢迎来到数据结构学习专栏~数据结构之美:如何优化搜索和排序算法


  • ☆* o(≧▽≦)o *☆嗨~我是IT·陈寒🍹
  • ✨博客主页:IT·陈寒的博客
  • 🎈该系列文章专栏:数据结构学习
  • 📜其他专栏:Java学习路线 Java面试技巧 Java实战项目 AIGC人工智能 数据结构学习
  • 🍹文章作者技术和水平有限,如果文中出现错误,希望大家能指正🙏
  • 📜 欢迎大家关注! ❤️

数据结构和算法是计算机科学中的基础概念,它们在软件开发中起着至关重要的作用。在众多的数据操作中,搜索和排序是最常见的两种操作。本文将探讨如何通过优化搜索和排序算法来提高算法性能,并介绍一些常见的数据结构和算法优化技巧。

在这里插入图片描述

搜索算法的优化

搜索算法的目标是在给定数据集中查找特定元素的位置。常见的搜索算法包括线性搜索、二分搜索和哈希表等。下面将介绍如何优化这些搜索算法。

在这里插入图片描述

1. 二分搜索

二分搜索是一种高效的搜索算法,但要求数据集必须是有序的。在有序数据上执行二分搜索的时间复杂度为 O(log n),其中 n 是数据集的大小。

优化技巧:

  • 保持数据的有序性:确保数据在执行二分搜索前是有序的,否则需要先进行排序。
  • 避免递归:使用迭代而不是递归实现二分搜索,以减少函数调用开销。
  • 边界检查:在进入循环之前,先检查数据是否为空或者是否在目标范围内。

下面是一个Python示例,展示了如何实现优化的二分搜索算法:

def binary_search(arr, target):left, right = 0, len(arr) - 1while left <= right:mid = left + (right - left) // 2if arr[mid] == target:return midelif arr[mid] < target:left = mid + 1else:right = mid - 1return -1

2. 哈希表

哈希表是一种高效的搜索数据结构,它可以在常量时间内完成搜索操作。哈希表通过将键映射到特定的索引来实现快速搜索。

优化技巧:

  • 选择合适的哈希函数:一个好的哈希函数可以确保键被均匀地分布在哈希表中,减少冲突的概率。
  • 处理冲突:当多个键被映射到同一个索引时,需要使用冲突解决方法,如链地址法或开放寻址法。

下面是一个Python示例,展示了如何使用内置的字典数据结构来实现哈希表:

hash_table = {}# 插入键值对
hash_table["apple"] = 1
hash_table["banana"] = 2
hash_table["cherry"] = 3# 查找键对应的值
if "apple" in hash_table:print(hash_table["apple"])

排序算法的优化

排序算法的目标是将一组数据按照一定的顺序排列。常见的排序算法包括冒泡排序、快速排序和归并排序等。下面将介绍如何优化这些排序算法。

在这里插入图片描述

1. 快速排序

快速排序是一种高效的排序算法,其平均时间复杂度为 O(n log n)。但在最坏情况下,时间复杂度可能达到 O(n^2)。

优化技巧:

  • 选择合适的枢纽元素:枢纽元素的选择影响了快速排序的性能。可以使用随机选择、中位数选择等方法来提高算法的稳定性。
  • 优化小数组的排序:对于小数组,可以使用插入排序等简单的排序算法,而不是递归调用快速排序。

下面是一个Python示例,展示了如何实现优化的快速排序算法:

def quick_sort(arr):if len(arr) <= 1:return arrpivot = arr[len(arr) // 2]left = [x for x in arr if x < pivot]middle = [x for x in arr if x == pivot]right = [x for x in arr if x > pivot]return quick_sort(left) + middle + quick_sort(right)

2. 归并排序

归并排序是一种稳定的排序算法,其时间复杂度为 O(n log n),但需要额外的空间来存储中间结果。

优化技巧:

  • 自底向上的归并排序:可以将归并排序从递归改为迭代,以减少递归调用的开销。
  • 针对小数组的优化:对于小数组,可以使用插入排序等简单的排序算法,而不是递归调用归并排序。

下面是一个Python示例,展示了如何实现归并排序的优化版本:

def merge_sort(arr):if len(arr) <= 1:return arrif len(arr) <= 10:return insertion_sort(arr)mid = len(arr) // 2left = arr[:mid]right = arr[mid:]left = merge_sort(left)right = merge_sort(right)return merge(left, right)def insertion_sort(arr):for i in range(1, len(arr)):key = arr[i]j = i - 1while j >= 0 and key < arr[j]:arr[j + 1] = arr[j]j -= 1arr[j + 1] = keydef merge(left, right):result = []i = j = 0while i < len(left) and j < len(right):if left[i] < right[j]:result.append(left[i])i += 1else:result.append(right[j])j += 1result.extend(left[i:])result.extend(right[j:])return result

总结

数据结构和算法是计算机科学的重要基础,对于编写高效的程序至关重要。通过优化搜索和排序算法,我们可以显著提高算法的性能。然而,优化算法并不是一蹴而就的事情,需要不断学习和实践,以不断提高编程技能。
在这里插入图片描述

在实际应用中,选择合适的数据结构和算法是至关重要的,不同的问题可能需要不同的算法来解决。因此,对于程序员来说,不仅要了解各种算法和数据结构,还要具备判断何时使用它们的能力。通过不断学习和实践,我们可以不断提高自己的编程水平,编写出高效、可维护的代码。


🧸结尾 ❤️ 感谢您的支持和鼓励! 😊🙏
📜您可能感兴趣的内容:

  • 【Java面试技巧】Java面试八股文 - 掌握面试必备知识(目录篇)
  • 【Java学习路线】2023年完整版Java学习路线图
  • 【AIGC人工智能】Chat GPT是什么,初学者怎么使用Chat GPT,需要注意些什么
  • 【Java实战项目】SpringBoot+SSM实战:打造高效便捷的企业级Java外卖订购系统
  • 【数据结构学习】从零起步:学习数据结构的完整路径

在这里插入图片描述

相关文章:

数据结构之美:如何优化搜索和排序算法

文章目录 搜索算法的优化1. 二分搜索2. 哈希表 排序算法的优化1. 快速排序2. 归并排序 总结 &#x1f389;欢迎来到数据结构学习专栏~数据结构之美&#xff1a;如何优化搜索和排序算法 ☆* o(≧▽≦)o *☆嗨~我是IT陈寒&#x1f379;✨博客主页&#xff1a;IT陈寒的博客&#x…...

Unity 鼠标悬浮时文本滚动(Text Mesh Pro)

效果 直接将脚本挂载在Text Mesh Pro上&#xff0c;但是需要滚动的文本必须在Scroll View中&#xff0c;否侧会定位错误&#xff0c;还需要给Scroll View中看需求添加垂直或者水平布局的组件 代码 using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityE…...

GNN PyG~torch_geometric 学习理解

目录 1. PyG Introduction 2. PyG Installation 2.1 PyG 安装常见错误及原因 2.2 PyG 具体安装步骤 3. torch_geometric packages torch_geometric.data.Data Dataset 与 DataLoader Dropout、BatchNorm 3. torch_geometric: 理解edge_index 3.1 理解 mini-batch edg…...

ChatGPT 调教指南:从 PDF 提取标题并保存

一、请使用python编写一段代码&#xff0c;使用pymupdf包从pdf中提取标题&#xff0c;保存标题名称和页数。 我没有加任何的答案提示&#xff0c;看看 GPT 如何反应。它应该是知道 PDF 没有任何语义信息&#xff0c;一切标题或者正文全是文本框。 好的&#xff0c;以下是使用py…...

【day10.01】使用select实现服务器并发

用select实现服务器并发&#xff1a; linuxlinux:~/study/1001$ cat server.c #include <myhead.h>#define ERR_MSG(msg) do{\printf("%d\n",__LINE__);\perror(msg);\ }while(0)#define PORT 8880#define IP "192.168.31.38"int main(int argc, c…...

Android修行手册 - Activity 在 Java 和 Kotlin 中怎么写构造参数

点击跳转>Unity3D特效百例点击跳转>案例项目实战源码点击跳转>游戏脚本-辅助自动化点击跳转>Android控件全解手册点击跳转>Scratch编程案例点击跳转>软考全系列 &#x1f449;关于作者 专注于Android/Unity和各种游戏开发技巧&#xff0c;以及各种资源分享&…...

【IPC 通信】信号处理接口 Signal API(7)

收发信号思想是 Linux 程序设计特性之一&#xff0c;一个信号可以认为是一种软中断&#xff0c;通过用来向进程通知异步事件。 本文讲述的 信号处理内容源自 Linux man。本文主要对各 API 进行详细介绍&#xff0c;从而更好的理解信号编程。 exit(5) 遵循 C11&#xff0c; POSI…...

springboot和vue:十二、VueRouter(动态路由)+导航守卫

VueRouter的简介 VueRouter是官方的路由插件&#xff0c;适合单页面应用/网页的切换。VueRouter目前有3.x版本和4.x版本&#xff0c;3.x版本只能结合vue2使用&#xff0c;4.x版本只能结合vue3使用。安装&#xff1a;npm install vue-router3 目的 初始版本&#xff1a;我们想…...

文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (103)-- 算法导论10.1 1题

一、用go语言&#xff0c;仿照图 10-1&#xff0c;画图表示依次执行操作 PUSH(S&#xff0c;4)、PUSH(S&#xff0c;1)、PUSH(S&#xff0c;3)、POP(S)、PUSH(S&#xff0c;8)和 POP(S)每一步的结果&#xff0c;栈 S初始为空&#xff0c;存储于数组 S[1…6]中。 文心一言&…...

【ShaderLab罪恶装备卡通角色_二次元风格_“Sol Badguy“_角色渲染(第二篇)】

罪恶装备背德之炎卡通角色_二次元风格_Unity 角色渲染 角色初始效果&#xff1a;基础渲染SimpleBas 资源分析模型顶点颜色&#xff1a; 贴图资源SOL_base_基础色块效果&#xff1a;其中SOL_base_A通道的效果&#xff1a; SOL_ilm&#xff1a;如下SOL_ilm模型上区域分布- 左到右…...

raw智能照片处理工具DxO PureRAW mac介绍

DxO PureRAW Mac版是一款raw智能照片处理工具&#xff0c;该软件采用了智能技术&#xff0c;以解决影响所有RAW文件的七个问题&#xff1a;去马赛克&#xff0c;降噪&#xff0c;波纹&#xff0c;变形&#xff0c;色差&#xff0c;不想要的渐晕&#xff0c;以及缺乏清晰度。 Dx…...

1.centos7 安装显卡驱动、cuda、cudnn

安装conda 参考 python包 2.安装conda python库-CSDN博客3.Cenots Swin-Transformer-Object-Detection环境配置-CSDN博客 1.安装显卡驱动 步骤1&#xff1a;安装依赖 yum -y install kernel-devel yum -y install epel-release yum -y install gcc 步骤2&#xff1a;查询显…...

WordPress主题开发( 十四)之—— 主题开发示例

要深入了解WordPress主题开发的最佳实践和标准&#xff0c;参考主题示例是一种非常有效的方法。在这里&#xff0c;我们将介绍两个主题示例&#xff1a;默认的Twenty主题和Underscores主题&#xff0c;它们都是出色的学习资源。 默认“Twenty”主题 自WordPress 3.0版本开始&a…...

rust学习-any中的downcast和downcast_ref

背景 看rust官方文档,好奇Any和Go的Any是否是一回事,看到下文的一行代码,了解下它的功能 pub trait Any: static {// Required methodfn type_id(&self) -> TypeId; }std::any 用于 dynamic typing 或者 type reflection 模拟动态类型的trait。 大多数类型都实现 …...

js检测数据类型总结

目录 一、typeof 二、instanceof 三、constructor 四、Object.prototype.toString.call() Object.prototype.toString.call(obj)类型检测原理 五、__proto__ 六、 其他 一、typeof typeof在对值类型number、string、boolean 、symbol、 undefined、 function的反应是精准…...

获奖作品展示 | 2023嵌入式大赛AidLux系列作品精彩纷呈

第六届&#xff08;2023&#xff09;全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛应用赛道全国总决赛已于8月下旬圆满结束。 本届赛事中&#xff0c;AidLux是广和通5G智能物联网赛题的唯一软件支持&#xff0c;阿加犀为该赛题学生们提供了全程线上辅导、技术答疑&#xff0c;以及大赛专…...

Mybatis 二级缓存(使用Redis作为二级缓存)

上一篇我们介绍了mybatis中二级缓存的使用&#xff0c;本篇我们在此基础上介绍Mybatis中如何使用Redis作为二级缓存。 如果您对mybatis中二级缓存的使用不太了解&#xff0c;建议您先进行了解后再阅读本篇&#xff0c;可以参考&#xff1a; Mybatis 二级缓存https://blog.csd…...

VMware vSphere ESXI 6.7 U3封装RTL8125B网卡驱动

之前的教程VMware vSphere ESXI 6.7 U3最新版本封装网卡驱动补丁可参考&#xff0c;本文为此文章的又一次实践 准备工作 1、ESXi-Customizer-PS-v2.6.0.ps1 &#xff08;官网下载&#xff0c;Github下载&#xff09; 2、ESXi670-202210001.zip &#xff08;VMware vSphere Hy…...

黑马JVM总结(二十五)

&#xff08;1&#xff09;字节码指令-cinit 构造方法可以分为两类&#xff0c;一类是cinit 一类init cinit是整个类的构造方法 putstatic&#xff1a;进行static变量的赋值&#xff0c;是到常量池里找到名字一个叫做i的变量 &#xff08;2&#xff09;字节码指令-init in…...

基础数据结构之——【顺序表】(上)

从今天开始更新数据结构的相关内容。&#xff08;我更新博文的顺序一般是按照我当前的学习进度来安排&#xff0c;学到什么就更新什么&#xff08;简单来说就是我的学习笔记&#xff09;&#xff0c;所以不会对一个专栏一下子更新到底&#xff0c;哈哈哈哈哈哈哈&#xff01;&a…...

MFC内存泄露

1、泄露代码示例 void X::SetApplicationBtn() {CMFCRibbonApplicationButton* pBtn GetApplicationButton();// 获取 Ribbon Bar 指针// 创建自定义按钮CCustomRibbonAppButton* pCustomButton new CCustomRibbonAppButton();pCustomButton->SetImage(IDB_BITMAP_Jdp26)…...

基于uniapp+WebSocket实现聊天对话、消息监听、消息推送、聊天室等功能,多端兼容

基于 ​UniApp + WebSocket​实现多端兼容的实时通讯系统,涵盖WebSocket连接建立、消息收发机制、多端兼容性配置、消息实时监听等功能,适配​微信小程序、H5、Android、iOS等终端 目录 技术选型分析WebSocket协议优势UniApp跨平台特性WebSocket 基础实现连接管理消息收发连接…...

Go 语言接口详解

Go 语言接口详解 核心概念 接口定义 在 Go 语言中&#xff0c;接口是一种抽象类型&#xff0c;它定义了一组方法的集合&#xff1a; // 定义接口 type Shape interface {Area() float64Perimeter() float64 } 接口实现 Go 接口的实现是隐式的&#xff1a; // 矩形结构体…...

如何将联系人从 iPhone 转移到 Android

从 iPhone 换到 Android 手机时&#xff0c;你可能需要保留重要的数据&#xff0c;例如通讯录。好在&#xff0c;将通讯录从 iPhone 转移到 Android 手机非常简单&#xff0c;你可以从本文中学习 6 种可靠的方法&#xff0c;确保随时保持连接&#xff0c;不错过任何信息。 第 1…...

ardupilot 开发环境eclipse 中import 缺少C++

目录 文章目录 目录摘要1.修复过程摘要 本节主要解决ardupilot 开发环境eclipse 中import 缺少C++,无法导入ardupilot代码,会引起查看不方便的问题。如下图所示 1.修复过程 0.安装ubuntu 软件中自带的eclipse 1.打开eclipse—Help—install new software 2.在 Work with中…...

让AI看见世界:MCP协议与服务器的工作原理

让AI看见世界&#xff1a;MCP协议与服务器的工作原理 MCP&#xff08;Model Context Protocol&#xff09;是一种创新的通信协议&#xff0c;旨在让大型语言模型能够安全、高效地与外部资源进行交互。在AI技术快速发展的今天&#xff0c;MCP正成为连接AI与现实世界的重要桥梁。…...

人机融合智能 | “人智交互”跨学科新领域

本文系统地提出基于“以人为中心AI(HCAI)”理念的人-人工智能交互(人智交互)这一跨学科新领域及框架,定义人智交互领域的理念、基本理论和关键问题、方法、开发流程和参与团队等,阐述提出人智交互新领域的意义。然后,提出人智交互研究的三种新范式取向以及它们的意义。最后,总结…...

C++课设:简易日历程序(支持传统节假日 + 二十四节气 + 个人纪念日管理)

名人说:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。—— 屈原《离骚》 创作者:Code_流苏(CSDN)(一个喜欢古诗词和编程的Coder😊) 专栏介绍:《编程项目实战》 目录 一、为什么要开发一个日历程序?1. 深入理解时间算法2. 练习面向对象设计3. 学习数据结构应用二、核心算法深度解析…...

Linux nano命令的基本使用

参考资料 GNU nanoを使いこなすnano基础 目录 一. 简介二. 文件打开2.1 普通方式打开文件2.2 只读方式打开文件 三. 文件查看3.1 打开文件时&#xff0c;显示行号3.2 翻页查看 四. 文件编辑4.1 Ctrl K 复制 和 Ctrl U 粘贴4.2 Alt/Esc U 撤回 五. 文件保存与退出5.1 Ctrl …...

Vue3中的computer和watch

computed的写法 在页面中 <div>{{ calcNumber }}</div>script中 写法1 常用 import { computed, ref } from vue; let price ref(100);const priceAdd () > { //函数方法 price 1price.value ; }//计算属性 let calcNumber computed(() > {return ${p…...