详解Java Fibonacci Search斐波那契搜索算法代码实现

更新时间：2020年10月13日 09:53:24 作者：失控的狗蛋~

这篇文章主要介绍了详解Java Fibonacci Search斐波那契搜索算法代码实现,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

一，斐波那契搜索算法简述

斐波那契搜索(Fibonacci search) ，又称斐波那契查找，是区间中单峰函数的搜索技术。

斐波那契搜索采用分而治之的方法，其中我们按照斐波那契数列对元素进行不均等分割。此搜索需要对数组进行排序。

与二进制搜索不同，在二进制搜索中，我们将元素分成相等的两半以减小数组范围-在斐波那契搜索中，我们尝试使用加法或减法来获得较小的范围。

斐波那契数列的公式是：

Fibo(N)=Fibo(N-1)+Fibo(N-2)

此系列的前两个数字是Fibo(0) = 0和Fibo(1) = 1。因此，根据此公式，该级数看起来像是0、1、1、2、3、5、8、13、21。。。这里要注意的有趣观察是：

Fibo(N-2) 大约是1/3的 Fibo(N)
Fibo(N-1) 大约是2/3的 Fibo(N)

因此，当我们使用斐波那契数列来划分范围时，它会以与上述相同的比率进行分割。

二，斐波那契搜索算法代码实现

/**
  * 
  * @param integers
  * @param elementToSearch
  * @return
  */
 public static int fibonacciSearch(int[] integers, int elementToSearch) {

  int fibonacciMinus2 = 0;
  int fibonacciMinus1 = 1;
  int fibonacciNumber = fibonacciMinus2 + fibonacciMinus1;
  int arrayLength = integers.length;

  while (fibonacciNumber < arrayLength) {
   fibonacciMinus2 = fibonacciMinus1;
   fibonacciMinus1 = fibonacciNumber;
   fibonacciNumber = fibonacciMinus2 + fibonacciMinus1;
  }

  int offset = -1;

  while (fibonacciNumber > 1) {
   int i = Math.min(offset+fibonacciMinus2, arrayLength-1);

   if (integers[i] < elementToSearch) {
    fibonacciNumber = fibonacciMinus1;
    fibonacciMinus1 = fibonacciMinus2;
    fibonacciMinus2 = fibonacciNumber - fibonacciMinus1;
    offset = i;
   }

   else if (integers[i] > elementToSearch) {
    fibonacciNumber = fibonacciMinus2;
    fibonacciMinus1 = fibonacciMinus1 - fibonacciMinus2;
    fibonacciMinus2 = fibonacciNumber - fibonacciMinus1;
   }

   else return i;
  }

  if (fibonacciMinus1 == 1 && integers[offset+1] == elementToSearch)
   return offset+1;

  return -1;
 }

三，斐波那契搜索算法总结

首先从找到斐波那契数列中最接近但大于数组长度的数字开始。这fibonacciNumber是在13刚好大于数组长度10时发生的。

接下来，我们比较数组的元素，并根据该比较，执行以下操作之一：

将要搜索的元素与处的元素进行比较fibonacciMinus2，如果值匹配，则返回索引。
如果elementToSearch比当前元素时，我们移动在斐波纳契数列上一步，而改变的值fibonacciNumber，fibonacciMinus1与fibonacciMinus2相应。偏移量将重置为当前索引。
如果elementToSearch比当前元素小，我们继续前进后退两步在斐波纳契数列和改变的值fibonacciNumber，fibonacciMinus1与fibonacciMinus2相应。

输出结果：

时间复杂度

此搜索的最坏情况时间复杂度为O（log（N））。

空间复杂度

虽然我们需要将三个数字保存在斐波那契数列中并要搜索的元素，但我们需要四个额外的空间单位。

对空间的要求不会随着输入数组的大小而增加。因此，可以说斐波那契搜索的空间复杂度为O（1）。

当除法运算是CPU要执行操作时，将使用此搜索。二进制搜索之类的算法由于使用除法对数组进行划分，因此效果较差。

这种搜索的另一个好处是当输入数组的元素无法放入RAM中时。在这种情况下，此算法执行的局部操作范围可帮助其更快地运行。

四，跳转搜索算法完整代码

If you are interested, try it.

public class SearchAlgorithms {

 /**
  *
  * @param integers
  * @param elementToSearch
  * @return
  */
 public static int fibonacciSearch(int[] integers, int elementToSearch) {

  int fibonacciMinus2 = 0;
  int fibonacciMinus1 = 1;
  int fibonacciNumber = fibonacciMinus2 + fibonacciMinus1;
  int arrayLength = integers.length;

  while (fibonacciNumber < arrayLength) {
   fibonacciMinus2 = fibonacciMinus1;
   fibonacciMinus1 = fibonacciNumber;
   fibonacciNumber = fibonacciMinus2 + fibonacciMinus1;
  }

  int offset = -1;

  while (fibonacciNumber > 1) {
   int i = Math.min(offset+fibonacciMinus2, arrayLength-1);

   if (integers[i] < elementToSearch) {
    fibonacciNumber = fibonacciMinus1;
    fibonacciMinus1 = fibonacciMinus2;
    fibonacciMinus2 = fibonacciNumber - fibonacciMinus1;
    offset = i;
   }

   else if (integers[i] > elementToSearch) {
    fibonacciNumber = fibonacciMinus2;
    fibonacciMinus1 = fibonacciMinus1 - fibonacciMinus2;
    fibonacciMinus2 = fibonacciNumber - fibonacciMinus1;
   }

   else return i;
  }

  if (fibonacciMinus1 == 1 && integers[offset+1] == elementToSearch)
   return offset+1;

  return -1;
 }
 /**
  * 打印方法
  * @param elementToSearch
  * @param index
  */
 public static void print(int elementToSearch, int index) {
  if (index == -1){
   System.out.println(elementToSearch + " 未找到");
  }
  else {
   System.out.println(elementToSearch + " 在索引处找到: " + index);
  }
 }
 //测试一下
 public static void main(String[] args) {
  int index = fibonacciSearch(new int[]{3, 22, 27, 47, 57, 67, 89, 91, 95, 99}, 67);
  print(67, index);
 }
}

到此这篇关于详解Java Fibonacci Search斐波那契搜索算法代码实现的文章就介绍到这了,更多相关Java Fibonacci Search 内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

您可能感兴趣的文章:

新手了解java基础知识(二)
这篇文章主要介绍了Java基础知识,本文介绍了Java语言相关的基础知识、历史介绍、主要应用方向等内容,需要的朋友可以参考下，希望对你有所帮助
2021-07-07
详解java中接口与抽象类的区别
这篇文章主要介绍了详解java中接口与抽象类的区别的相关资料,希望通过本文能帮助到大家，让大家轻松理解掌握接口与抽象类的区别，需要的朋友可以参考下
2017-10-10
mybatis的动态SQL以及连接池详解
这篇文章主要介绍了mybatis的动态SQL以及连接池详解，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教
2022-02-02
解决java try throw exception finally遇上return break conti
这篇文章主要介绍了解决java try throw exception finally遇上return break continue造成异常丢失问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
2023-11-11
Javabean简介_动力节点Java学院整理
这篇文章主要介绍了Javabean简介，小编觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
2017-07-07
Spring中的注解之@Override和@Autowired
看别人写的代码,经常会用到 @Override 和 @Autowired 这两个注解.这边总结一下这两个注解的作用,对正在学习java的小伙伴们有很好地帮助,需要的朋友可以参考下
2021-05-05
深入学习java8 中的CompletableFuture
本文主要介绍了java8中的CompletableFuture,CompletableFuture实现了CompletionStage接口和Future接口,前者是对后者的一个扩展，增加了异步回调、流式处理、多个Future组合处理的能力，使Java在处理多任务的协同工作时更加顺畅便利,下文需要的朋友可以参考一下
2022-05-05
Java深入讲解Bean作用域与生命周期
这篇文章主要介绍了浅谈Spring中Bean的作用域和生命周期，从创建到消亡的完整过程,例如人从出生到死亡的整个过程就是一个生命周期。本文将通过示例为大家详细讲讲，感兴趣的可以学习一下
2022-06-06
Mybatis常用分页插件实现快速分页处理技巧
这篇文章主要介绍了Mybatis常用分页插件实现快速分页处理的方法。非常不错具有参考借鉴价值，感兴趣的朋友一起看看
2016-10-10
详解java中List中set方法和add方法的区别
本文主要介绍了详解java中List中set方法和add方法的区别，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
2022-08-08