(一)算法简介
(1)斐波那契数列
在讲算法之前,我们先介绍一下斐波那契数列,该数列公式为 F(K) = F(k-1) + F(k-2) ,即 1、1、2、3、5、8、13、21……。我们还知道, F(k-1)/f(K) 随着K的递增,该数越来越接近黄金分割比例,所以该方法也叫黄金分割法。
(2)查找算法
对于一个数组来说,如果数组长度为斐波那契数列中的某一个数字,那么我们就可以用黄金分割比例来分割该数组。当然,如果数组长度没有达到要求,那么我们可以尝试它扩大来满足要求,所以这就是算法的要求。
其实,该算法的本质也还是二分法,只不过跟插入排序法一样,也是将目标的 mid 值改变成其它的,以至于分割的结果不一样,查找的效果也不一样。
那么具体是怎样分割的呢?
这里用图片直观理解一下:
也就是说,真正需要我们做的是找到这个 mid ,这里给出公式: mid = F(k-1)-1 ,你也可以从图片中看出来,数组下表是从: 0~F[k]-1 ,将原来的分成两半,再比较来查找。
(二)代码解释
(1)main 主方法,不多解释
public static void main(String[] args) { int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5, 99, 100 }; Sy("index = " + FibSearch(arr, 99)); }
(2)获取一个斐波那契数组,简单不多解释
public static int maxSize = 20; public static int[] getFibonacci() { int[] fib = new int[maxSize]; fib[0] = 1; fib[1] = 1; for (int i = 2; i < maxSize; ++i) { fib[i] = fib[i - 1] + fib[i - 2]; } return fib; }
(3)斐波那契查找算法
public static int FibSearch(int[] arr, int value) { int low = 0; int high = arr.length - 1; int mid = 0; int[] fib = getFibonacci(); int k = 0; while (high >= fib[k] - 1) { k++; } int[] tmp = Arrays.copyOf(arr, fib[k]); for (int i = arr.length; i < fib[k]; ++i) { tmp[i] = arr[high]; } while (low <= high) { mid = low + fib[k - 1] - 1; if (value < tmp[mid]) { high = mid - 1; k--; } else if (value > tmp[mid]) { low = mid + 1; k -= 2; } else { if (mid <= high) { return mid; } else { return high; } } } return -1; }
- 在15行之前都是对数组的一个拷贝、扩容处理,以到达黄金分割的目的
- 后面 mid = low + fib[k - 1] - 1 就可以成功定位 mid 的位置,最后比较,查找
- 注意一点:最后如果找到还要判断一下,如果返回的是在原数组之内的下标,可以直接返回,如果返回的是数组之外的下标,得返回原数组最后那个,即 high