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面试题

请阐述你对有序表进行折半查找的理解,并描述当每个元素的查找概率相等时,如何计算折半查找成功时的平均查找长度。同时,请画出描述折半查找过程的判定树,展示你的分析过程。有序表为:(3,4,5,7,24, 30,42,54,63, 72, 87, 95)。

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答案:

解答思路:

对于有序表的折半查找,我们通常使用二分查找法,其基本思想是不断缩小查找范围,直到找到目标元素或确定元素不存在。为了计算查找成功的平均查找长度,我们需要构建判定树并分析每次查找的路径长度。

构建判定树的步骤是:
1. 将有序表作为树的节点,每个节点表示一个元素。
2. 对于每个节点,如果其值小于要查找的值,则向右子树查找;如果大于则向左子树查找;如果相等则表示找到目标元素,结束查找。
3. 计算每个路径的长度(即从根节点到目标节点的节点数量),这就是查找长度。
4. 由于每个元素的查找概率相等,平均查找长度是所有路径长度的平均值。我们可以通过计算所有路径长度然后求平均得到答案。但更简单的方式是利用数学公式计算。对于具有n个元素的折半查找表,平均查找长度可以用公式计算。在这个例子中,我们有12个元素。因此平均查找长度可以用公式近似计算为 log(n+1),其中 n 是元素数量减一(因为最后一个元素无需进一步比较)。所以平均查找长度大约为 log(12)。由于 log 函数的结果通常是近似值,所以最终的答案可能是一个近似值。同时,具体的平均查找长度还需要结合判定树的实际结构来计算得出精确值。因此,我们可以根据这个思路来计算平均查找长度并画出判定树。

最优回答:

假定对有序表进行折半查找时,平均查找长度的计算可以使用公式 log(n+1)(这里的 n 是元素数量减一),因此近似值为 log(12)。具体的数值可以通过构建判定树并计算所有路径长度的平均值得到。由于题目要求画出描述折半查找过程的判定树,我们无法给出具体的数值答案,但可以通过构建判定树来展示查找过程并估算平均查找长度。判定树的构建过程包括将有序表的每个元素作为节点,并根据比较结果(大于、小于或等于目标值)来决定走向下一个节点。最终的目标是找到目标元素或确定元素不存在。在此过程中,我们可以计算每个路径的长度来估算平均查找长度。

解析:

除了二分查找法(折半查找),常见的查找方法还包括线性查找、哈希表查找等。每种方法都有其适用的场景和优缺点。例如,二分查找适用于有序表且数据量大时效率较高,但在数据量大但有序性不强的情况下可能不如哈希表等其他方法高效。此外,对于平均查找长度的计算除了使用数学公式外,还可以通过模拟多次查找并统计平均路径长度来得到更精确的结果。在实际应用中,可以根据具体情况选择合适的查找方法和评估方式。
创作类型:
原创

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