TIP
本文主要是介绍 常用搜索算法-斐波那契查找 。
# 斐波那契查找
# 黄金分割
在介绍斐波那契查找算法之前，我们先介绍一下很它紧密相连并且大家都熟知的一个概念——黄金分割。
黄金比例又称黄金分割，是指事物各部分间一定的数学比例关系，即将整体一分为二，较大部分与较小部分之比等于整体与较大部分之比，其比值约为1:0.618或1.618:1。
0.618被公认为最具有审美意义的比例数字，这个数值的作用不仅仅体现在诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域，而且在管理、工程设计等方面也有着不可忽视的作用。因此被称为黄金分割。
大家记不记得斐波那契数列：1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89…….（从第三个数开始，后边每一个数都是前两个数的和）。然后我们会发现，随着斐波那契数列的递增，前后两个数的比值会越来越接近0.618，利用这个特性，我们就可以将黄金比例运用到查找技术中。
# 基本思想：
也是二分查找的一种提升算法，通过运用黄金比例的概念在数列中选择查找点进行查找，提高查找效率。同样地，斐波那契查找也属于一种有序查找算法。
相对于折半查找，一般将待比较的key值与第mid=（low+high）/2位置的元素比较，比较结果分三种情况：
1）相等，mid位置的元素即为所求
2）>，low=mid+1;
3）<，high=mid-1。
斐波那契查找与折半查找很相似，他是根据斐波那契序列的特点对有序表进行分割的。他要求开始表中记录的个数为某个斐波那契数小1，及n=F(k)-1;
开始将k值与第F(k-1)位置的记录进行比较(及mid=low+F(k-1)-1),比较结果也分为三种
1）相等，mid位置的元素即为所求
2）>，low=mid+1,k-=2;
说明：low=mid+1说明待查找的元素在[mid+1,high]范围内，k-=2 说明范围[mid+1,high]内的元素个数为n-(F(k-1))= Fk-1-F(k-1)=Fk-F(k-1)-1=F(k-2)-1个，所以可以递归的应用斐波那契查找。
3）<，high=mid-1,k-=1。
说明：low=mid+1说明待查找的元素在[low,mid-1]范围内，k-=1 说明范围[low,mid-1]内的元素个数为F(k-1)-1个，所以可以递归 的应用斐波那契查找。
# 复杂度分析：
最坏情况下，时间复杂度为O(log2n)，且其期望复杂度也为O(log2n)。
# C++实现源码：
// 斐波那契查找.cpp
#include "stdafx.h"
#include <memory>
#include <iostream>
using namespace std;
const int max_size=20;//斐波那契数组的长度
/*构造一个斐波那契数组*/
void Fibonacci(int * F)
{
F[0]=0;
F[1]=1;
for(int i=2;i<max_size;++i)
F[i]=F[i-1]+F[i-2];
}
/*定义斐波那契查找法*/
int FibonacciSearch(int *a, int n, int key) //a为要查找的数组,n为要查找的数组长度,key为要查找的关键字
{
int low=0;
int high=n-1;
int F[max_size];
Fibonacci(F);//构造一个斐波那契数组F
int k=0;
while(n>F[k]-1)//计算n位于斐波那契数列的位置
++k;
int * temp;//将数组a扩展到F[k]-1的长度
temp=new int [F[k]-1];
memcpy(temp,a,n*sizeof(int));
for(int i=n;i<F[k]-1;++i)
temp[i]=a[n-1];
while(low<=high)
{
int mid=low+F[k-1]-1;
if(key<temp[mid])
{
high=mid-1;
k-=1;
}
else if(key>temp[mid])
{
low=mid+1;
k-=2;
}
else
{
if(mid<n)
return mid; //若相等则说明mid即为查找到的位置
else
return n-1; //若mid>=n则说明是扩展的数值,返回n-1
}
}
delete [] temp;
return -1;
}
int main()
{
int a[] = {0,16,24,35,47,59,62,73,88,99};
int key=100;
int index=FibonacciSearch(a,sizeof(a)/sizeof(int),key);
cout<<key<<" is located at:"<<index;
return 0;
}
# 参考文章
- http://www.cnblogs.com/maybe2030/
- https://www.cnblogs.com/magic-sea/tag/%E5%B8%B8%E8%A7%81%E7%9A%84%E6%9F%A5%E6%89%BE%E7%AE%97%E6%B3%95/
- https://www.cnblogs.com/hyserendipity/p/8591949.html
