数据结构(Java)——查找和排序（1）

1.查找的定义

    查找是这样一个过程，即在某个项目组中寻找某一指定目标元素，或者确定该组中并不存在该目标元素。 对其进行查找的项目的组有时也成为查找池。
    两种常见的查找方式：线性查找和二分查找。
    为了能够查找某一对象，我们就必须将一个对象跟另一个对象进行比较。我们对这些算法的实现就是对某个Comparable对象的数组进行查找。因此，所涉及的元素实现了Comparable接口且彼此是可比较的。我们将在Searching类头中完成这一限制。

2.算法查找

2.1 线性查找

/**
     * 线性查找 在没有找到之前 需要一直遍历
     * 
     * @param data
     * @param min
     * @param max
     * @param target
     * @return
     */
    public static <T extends Comparable<T>> boolean linearSearch(T[] data,
            int min, int max, T target) {

        int index = min;
        boolean found = false;

        while (!found && index <= max) {
            found = data[index].equals(target);
            index++;
        }

        return false;

    }

2.2 二分查找

/**
     * 二分查找：二分查找需要实现数组列表有序，然后每次考察中间元素，排除一半，最好的方法是使用递归实现。
     * @param data
     * @param min
     * @param max
     * @param target
     * @return
     * 
     * 二分查找方法是递归实现的，如果没有找到目标元素，且有更多待查找数据，则该方法将调用自身，同时传递参数，
     * 这些参数缩减了数组内可行候选项的规模。
     * 
     * min和max索引用于确定是否还具有更多的待查找数据，这就是说，如果削减后的查找区间一个元素没有则该方法
     * 不会调用其自身且返回一个false值。
     * 
     * 
     * 
     */
    public static <T extends Comparable<? super T>> boolean binarySearch(T[] data, int min, int max, T target) {
        boolean flag= false;
        int mid = (max+min)/2;

        if(data[mid].compareTo(target)==0){
            flag = true;
        }else if(data[mid].compareTo(target)>0){//中间大于目标
            if(min<=mid-1){
                flag = binarySearch(data, min, mid-1, target);
            }
        }else if(data[mid].compareTo(target)<0){
            if(mid+1<=max){
                flag = binarySearch(data, mid+1, max, target);
            }
        }

        return flag;

    }

2.3 查找比较
线性查找，最好情形是目标元素刚好是我们考察项目组的第一个项目。最糟糕的情形是出现在目标不再该组的时候，且在我们确定它不在之前不得不考察每一个元素。算法的期望是n/2，因此线性查找算法具有线性时间复杂度O(n)。
二分查找，因为我们每比较一回我们就能够将剩余数据削减一半，所以我们可以更快的找到元素。最好的情况一次找到，最差是排除所有元素，我们不得不进行log2n 次比较。因此，找到位于该查找池中某一元素的预期情形是大约(log2n)/2次比较。

线性查找比较简单，编程调试更容易实现。
线性查找无需花费额外成本来排序该查找列表。
二分查找的复杂度是对数级的，这使得它对于大型查找池非常有效率。

3.排序简介

排序：基于某一个标准，将某一组项目按照某个规定顺序排列。
基于效率排序算法通常分为两类：顺序排序和对数排序。
顺序排序：它通常使用一对嵌套循环对n个元素进行排序，需要大约n2 次比较。
对数排序：它对n个元素进行排序大约需要nlog2n 次比较。
在n较小的时候，这两类算法之间几乎不存在任何实际差别。

4.泛型：补充资料

package ds.java.ch09;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;

/**
 * @author LbZhang
 * @version 创建时间：2015年11月19日 上午11:16:20
 * @description 类说明
 * 
 * 综合分析：
 * extends 可用于的返回类型限定，不能用于参数类型限定。
 * super 可用于参数类型限定，不能用于返回类型限定。
 * 
 * 带有super超类型限定的通配符可以向泛型对易用写入，带有extends子类型限定的通配符可以向泛型对象读取.
 */
public class Genertic {

    public static void main(String[] args) {
        /**
         * List<? extends Frut> 表示 “具有任何从Fruit继承类型的列表”，编译器无法确定List所持有的类型，
         * 所以无法安全的向其中添加对象。可以添加null,因为null 可以表示任何类型。所以List 的add 方法不能
         * 添加任何有意义的元素，但是可以接受现有的子类型List<Apple> 赋值。
         */
        List<? extends Fruit> felist = new ArrayList<Apple>();
        //flist.add(new Apple());
        Fruit f = felist.get(0);

        /**
         * List<? super Fruit> 表示“具有任何Fruit超类型的列表”，列表的类型至少是一个 Fruit 类型，
         * 因此可以安全的向其中添加Fruit 及其子类型。由于List<? super Fruit>中的类型可能是任何Fruit
         * 的超类型，无法赋值为Fruit的子类型Apple的List<Apple>.
         * 
         */
        List<? super Fruit> fslist = new ArrayList<Fruit>();
        fslist.add(new Apple());

        //Fruit fs = fslist.get(0);

    }

}

class Food {
}

class Fruit extends Food {
}

class Apple extends Fruit {
}

class RedApple extends Apple {
}

总结：
extends 可用于的返回类型限定，不能用于参数类型限定。
super 可用于参数类型限定，不能用于返回类型限定。

带有super超类型限定的通配符可以向泛型对易用写入，带有extends子类型限定的通配符可以向泛型对象读取。——《Core Java》