Python查找算法之分塊查找算法的實現
一、分塊查找算法
分塊查找是二分法查找和順序查找的改進方法，分塊查找要求索引表是有序的，對塊內結點沒有排序要求，塊內結點可以是有序的也可以是無序的。
分塊查找就是把一個大的線性表分解成若幹塊，每塊中的節點可以任意存放，但塊與塊之間必須排序。與此同時，還要建立一個索引表，把每塊中的最大值作為索引表的索引值，此索引表需要按塊的順序存放到一個輔助數組中。查找時，首先在索引表中進行查找，確定要找的結點所在的塊。由於索引表是排序的，因此，對索引表的查找可以采用順序查找或二分查找；然後，在相應的塊中采用順序查找，即可找到對應的結點。
例如，有這樣一列數據：23、43、56、78、97、100、120、135、147、150。如下圖所示：
想要查找的數據是 150，使用分塊查找法步驟如下：
步驟1：將上圖所示的數據進行分塊，按照每塊長度為 4 進行分塊，分塊情況如下圖所示：
說明：每塊的長度是任意指定的，博主在這裡用的長度為4，讀者可以根據自己的需要指定每塊長度。
步驟2：選取各塊中的最大關鍵字構成一個索引表，即選取上圖所示的各塊的最大值，第一塊最大的值是 78，第二塊最大的值是 135，第三塊最大值是 155，形成的索引表如下圖所示：
步驟3：用順序查找或者二分查找判斷想要查找數據 150 在上圖所示的索引表中的哪塊內容中，這裡博主用的是二分查找法，即先取中間值 135 與 150 比較，如下圖所示：
步驟4：結果是中間位置的數據 135 比目標數據 150 小，因此目標數據在 135 的下一塊內。將數據定位在第 3 塊內，此時將第 3 塊內的數據取出，進行順序比較，如下圖所示：
步驟5：通過順序查找第 3 塊的內容，終於在第 9 個位置找到目標數，此時分塊查找結束。
總結：至此，分塊查找算法已經講解完畢。通過和二分查找法和順序查找法對比來看，分塊查找的速度雖然不如二分查找算法，但比順序查找算法快得多。當數據很多且塊數很大時，對索引表可以采用二分查找，這樣能夠進一步提高查找的速度。
二、實例：實現分塊查找算法
具體代碼如下：
def search(data, key): # 用二分查找 想要查找的數據在哪塊內
length = len(data) # 數據列表長度
first = 0 # 第一位數位置
last = length - 1 # 最後一個數據位置
print(f"長度:{length} 分塊的數據是:{data}") # 輸出分塊情況
while first <= last:
mid = (last + first) // 2 # 取中間位置
if data[mid] > key: # 中間數據大於想要查的數據
last = mid - 1 # 將last的位置移到中間位置的前一位
elif data[mid] < key: # 中間數據小於想要查的數據
first = mid + 1 # 將first的位置移到中間位置的後一位
else:
return mid # 返回中間位置
return False
# 分塊查找
def block(data, count, key): # 分塊查找數據，data是列表，count是每塊的長度，key是想要查找的數據
length = len(data) # 表示數據列表的長度
block_length = length // count # 一共分的幾塊
if count * block_length != length: # 每塊長度乘以分塊總數不等於數據總長度
block_length += 1 # 塊數加1
print("一共分", block_length, "塊") # 塊的多少
print("分塊情況如下：")
for block_i in range(block_length): # 遍歷每塊數據
block_data = [] # 每塊數據初始化
for i in range(count): # 遍歷每塊數據的位置
if block_i * count + i >= length: # 每塊長度要與數據長度比較，一旦大於數據長度
break # 就退出循環
block_data.append(data[block_i * count + i]) # 每塊長度要累加上一塊的長度
result = search(block_data, key) # 調用二分查找的值
if result != False: # 查找的結果不為False
return block_i * count + result # 就返回塊中的索引位置
return False
data = [23, 43, 56, 78, 97, 100, 120, 135, 147, 150, 155] # 數據列表
result = block(data, 4, 150) # 第二個參數是塊的長度，最後一個參數是要查找的元素
print("查找的值得索引位置是:", result) # 輸出結果
運行結果如下圖所示：
從上面的運行結果看到，當查找 150 時，查找結果完全符合上述描述的步驟。
到此這篇關於Python查找算法之分塊查找算法的實現的文章就介紹到這瞭,更多相關Python 分塊查找算法內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！
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