费氏搜寻法

来源:互联网 发布:ubuntu 安装类型 编辑:程序博客网 时间:2024/05/02 01:37

说明

二分搜寻法每次搜寻时,都会将搜寻区间分为一半,所以其搜寻时间为O(log(2)n)log(2)表示

2为底的log值,这边要介绍的费氏搜寻,其利用费氏数列作为间隔来搜寻下一个数,所以区

间收敛的速度更快,搜寻时间为O(logn)

解法

费氏搜寻使用费氏数列来决定下一个数的搜寻位置,所以必须先制作费氏数列,这在之前有提

过;费氏搜寻会先透过公式计算求出第一个要搜寻数的位置,以及其代表的费氏数,以搜寻对

10个数字来说,第一个费氏数经计算后一定是F5,而第一个要搜寻的位置有两个可能,例如

若在下面的数列搜寻的话(为了计算方便,通常会将索引0订作无限小的数,而数列由索引1

):

-infin; 1 3 5 7 9 13 15 17 19 20

如果要搜寻5的话,则由索引F5 = 5开始搜寻,接下来如果数列中的数小于指定搜寻值时,就往

左找,大于时就向右,每次找的间隔是F4F3F2来寻找,当费氏数为0时还没找到,就表示

寻找失败,如下所示:

由于第一个搜寻值索引F5 = 5处的值小于19,所以此时必须对齐数列右方,也就是将第一个搜

寻值的索引改为F5+2 = 7,然后如同上述的方式进行搜寻,如下所示:


至于第一个搜寻值是如何找到的?我们可以由以下这个公式来求得,其中n为搜寻对象的个数:

Fx + m = n

Fx <= n

也就是说Fx必须找到不大于n的费氏数,以10个搜寻对象来说:

Fx + m = 10

Fx = 8, m = 2,所以我们可以对照费氏数列得x = 6,然而第一个数的可能位置之一并不是F6

而是第x-1的费氏数,也就是F5 = 5

如果数列number在索引5处的值小于指定的搜寻值,则第一个搜寻位置就是索引5的位置,如果

大于指定的搜寻值,则第一个搜寻位置必须加上m,也就是F5 + m = 5 + 2 = 7,也就是索引7

位置,其实加上m的原因,是为了要让下一个搜寻值刚好是数列的最后一个位置。

费氏搜寻看来难懂,但只要掌握Fx + m = n这个公式,自己找几个实例算一次,很容易就可以理

解;费氏搜寻除了收敛快速之外,由于其本身只会使用到加法与减法,在运算上也可以加快。

 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 15
#define SWAP(x,y) {int t; t = x; x = y; y = t;}

void createfib(void);//建立费氏数列
int findx(int, int);// 找x值
int fibsearch(int[], int); // 费氏搜寻
int Fib[MAX] = {-999};
int main(void)
{
    int number[MAX] = {0,2,6,15,23,36,47,55,61,79,83,90,108,120,250};
    int i, find;
    printf("数列:");
    for(i = 0; i < MAX; i++)
        printf("%d ", number[i]);
    printf("\n输入寻找对象:");
    scanf("%d", &find);
    if((i = fibsearch(number, find)) >= 0)
        printf("找到数字索引 %d ", i);
    else
        printf("\n找不到指定数");
    printf("\n");
    return 0;
}
// 建立费氏数列
void createfib(void)
    {
    int i;
    Fib[0] = 0;
    Fib[1] = 1;
    for(i = 2; i < MAX; i++)
        Fib[i] = Fib[i-1] + Fib[i-2];
}
// 找 x 值
int findx(int n, int find)
{
    int i = 0;
    while(Fib[i] <= n)
        i++;
    i--;
    return i;
}
// 费式搜寻
int fibsearch(int number[], int find)
{
    int i, x, m;
    createfib();
    x = findx(MAX+1,find);
    m = MAX - Fib[x];
    printf("\nx = %d, m = %d, Fib[x] = %d\n\n",
    x, m, Fib[x]);
    x--;
    i = x;
    if(number[i] < find)
        i += m;
    while(Fib[x] > 0)
    {
        if(number[i] < find)
            i += Fib[--x];
        else if(number[i] > find)
            i -= Fib[--x];
        else
            return i;
    }
    return -1;
}

//之上系列参考算法大全

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