三元搜索比二分搜索更糟糕?

时间:2014-03-18 18:18:18

标签: algorithm complexity-theory time-complexity

人们通常会问这个问题的反面(三元搜索是否优于二元搜索?)。

我认为情况更糟(不是在O(log n)的复杂性方面)。 我真的不善于数学,只是纯粹的直觉。

如果我们采用大小为n的数组并使用二进制搜索,在第一次比较后我们有n / 2个问题大小,并且在第二次比较之后我们有n / 4的问题大小。

使用三元搜索,第一个循环运行已经进行了2次比较!我们的问题大小为n / 3。

我是对的,还是我错过了什么?在我阅读的所有内容中,人们通常会考虑到三元搜索的第一轮循环是1比较,我认为是错误的。

1 个答案:

答案 0 :(得分:12)

作为一个有趣的练习,让我们考虑一下 d-ary search ,你可以看一下(d - 1)数组中均匀间隔的元素,然后决定递归下降d个不同的区间中的哪一个成。如果使用d-ary搜索,则每个点保留的数组大小为n,n / d,n / d 2 ,n / d 3 ,. ..,n / d k ,....这意味着递归中将有log d n层。在每一层,你进行精确的d - 1比较。这意味着所做的比较总数是(d-1)log d n。对于d的任何固定值,这是O(log n),但常数因子将是不同的。

使用二分搜索,d = 2,并且比较的数量将是(大致)(2 - 1)log 2 n = log 2 n。为简单起见,让我们把它写成自然对数,写成ln n / ln 2 = 1.443 ln n。

使用三元搜索,d = 3,比较次数(大致)(3 - 1)log 3 n = 2 log 3 n。将其写为自然对数,我们得到这是2 ln n / ln 3 = 1.820 ln n。因此,三元搜索中的比较次数确实大于二进制搜索中的比较次数,因此您希望它比二次搜索慢。确实,as this article points out,这就是实践中发生的事情。

希望这有帮助!