关于二分搜索教程和算法你需要知道的一切

组织通常拥有包含数千或数百万个元素的大型数据集。 如果没有人工智能的干预，他们几乎不可能在数据集中找到特定的解决方案或结果。 因此，搜索算法是人工智能的重要组成部分。 它们使组织更容易浏览大量信息，并找出数据集中是否存在特定元素及其确切的数据位置。

搜索算法分为两大类，即顺序搜索和区间搜索。 顺序搜索称为线性搜索，而区间搜索也称为二分搜索。 在线性搜索中，算法逐个遍历数据集中提到的每个项目，直到找到所需的元素。 线性搜索算法有利于搜索未排列的数据集。

由于搜索算法会遍历每个项目，因此需要时间来产生所需的结果。 因此，它很少使用。 组织大多使用二进制搜索算法。 让我们更多地了解这一点。

什么是二分搜索算法？

二分搜索算法是一种区间搜索算法，广泛用于已排序数组中，以确定特定值或元素的位置。 排序数组是一个数据集，其中元素按特定的周期、字母或数字顺序排列。

这是一个示例，可以帮助您更好地理解二分搜索算法的概念。 假设您需要在字典中查找一个单词。 在这种情况下，您可以使用二进制搜索算法来找出单词的确切位置，因为字典中的单词是按字母顺序排列的。

相反，如果你想在一本书中找到一个特定的单词，其中的单词是按顺序排列的，你将不得不使用线性搜索算法。

数值数据集应按升序或降序排列以使用二进制搜索算法。 如果数据集由单词组成，则它们应按字母顺序排列。

二分搜索算法的应用

二分搜索算法因其效率而被认为是最好的搜索算法之一。 以下是二分搜索算法的一些实际应用。

1. 搜索树

二进制搜索算法用于从字典和电话簿等大型数据集中查找特定信息。

2. 调试程序

在测试程序时，当您在特定事件中遇到错误时，您可以使用二进制搜索算法并输入一个范围来查找错误的确切位置，而不是重新运行整个代码。

3.节省内存

X 二叉搜索树的一个实际应用是节省存储空间。 由于该算法在数据集中找到一个元素将存在的合理范围，因此它只保留所需的值而丢弃其他元素。

如何实现二分搜索算法？

二分搜索算法很容易实现。 该算法不是遍历整个搜索结果，而是首先检查中间元素，然后继续找出元素的确切位置。 这是您如何理解它的方法。

二进制搜索算法比较排序数组中的中间元素以在数值数据集中查找元素。 通常由此产生三种可能性。 在第一种情况下，中间元素匹配正在搜索的键。 第二个概率是关键元素的位置位于中间之后。 在最后一种情况下，关键元素放置在排序数组中的中间元素之前。

如果算法正在搜索位于中间的相同元素，则搜索将结束。 但是，在第二种和第三种情况下，算法决定关键元素是大于还是小于中间元素。 然后它相应地搜索前半部分或后半部分。 如果数据集中不存在该元素，则二进制搜索算法将显示“未找到数据集”结果。

通过首先检查中间元素，二分搜索算法有助于减少时间。 它通过决定元素将出现在前半部分还是后半部分来缩小搜索区域。

二叉搜索树和搜索操作

现在您已经了解了二叉搜索算法，让我们了解二叉搜索树的概念。 二分搜索算法将排序后的数组分成多个部分，使搜索更容易、更快捷。

在此之前，您必须首先了解编程中数据树的概念。 树是层次结构，以通过边连接的节点的形式存储数据。 您可以将其视为树的分支。 树的第一个节点称为父节点，与它相连的其他节点称为子节点。

在二叉搜索树中，每个父节点最多有两个子节点。 树分为中间数据项、左子节点和右子节点。 它是一个排序后的数值数据集，其中左节点的值小于中间元素的值。 同样，右节点的值大于中间元素。

二叉搜索树有助于找到所需元素的确切位置。 首先观察中间元素。 如果该值与所需元素不匹配，算法将检查左节点或右节点。 如果项目的值小于中间元素，则仅考虑左侧节点。 但是，如果元素的值大于中间元素，我们只需要通过右节点。 左边的将被丢弃。

二分搜索算法的局限性

尽管二分搜索算法有几个优点，但也有一定的局限性。

• 要实现二分搜索算法，您必须有一个排序数组。 如果数据集没有按字母或数字排列，则无法实现二进制搜索算法。

• 二进制搜索算法对小型未排序数组没有好处，因为它们需要大量时间来对数据集进行排序。 在这种情况下，线性搜索算法是更实用的选择。

• 二进制搜索算法可能无法像线性搜索算法那样告诉我们元素的确切位置，因为它只通过数据集的一部分。

学习二分搜索算法后的职业机会

计算机科学中的二分查找算法与数据结构有关。 因此，如果您攻读数据科学中的计算机科学硕士学位，您可以担任以下职业角色：

• 数据工程师或开发人员
• 数据建模工作，如实验设计和结构化建模
• 机器学习和推荐系统等数据分析

如何学习二分搜索算法的实际应用？

如果您想在计算机科学领域寻求职业机会，则必须具备二进制搜索算法的知识。 为此，您必须拥有具有优秀证书的计算机科学学士学位。 计算机科学硕士学位为您提供优势，因为您有机会获得有关该主题的更多知识。

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结论

二进制搜索算法是编程中的一个关键概念。 如果你对数据科学和机器学习感兴趣，最好深入学习二进制和其他搜索算法，这将有助于你的职业生涯。 除了理论知识，您还需要该主题的实践知识。