斐波那契又称黄金分割法。
斐波那契查找原理与前两种相似,仅仅改变了中间节点(mid)的位置,mid不再是中间或插值得到,二十位于黄金分割点附近,即mid = low + F(k - 1) -1; (F 代表斐波那契数列)如下图所示。
对F(k-1)-1的理解:
(1)由斐波那契数列F[k] = F[k-1] + F[k-2]的性质,可以得到(F[k]-1) = (F[k-1]-1) + (F[k-2]-1)。该式子说明,只要顺序表的长度为F[k-1],则可以将该表分成长度为F[k-1]-1和F[k-2]-1的两段,即如上图所示。从而中间位置为mid=low+F(k-1)-1。
(2)类似的,每一子段也可以用相同的方式分割。
(3)单顺序表长度n不一定刚好等于F[k-1],所以需要将原来的顺序表长度n增加至F[k]-1。这里的k值只要能使得F[k]-1恰好大于或等于n即可,由以下代码得到,顺序表长度增加后,新增的位置(从n+1到F[k-1]位置),都赋为n位置的值即可。
while(n>fib(k)-1)
k++;
对一个有序数组进行斐波那契查找{1,8,10,89,1000,1234},输入一个数看看数组是否存在次数,并且求出下标,如果没有就提示“没有这个数”。
public class FibonacciSearch
{
public static int MaxSize = 20;
//因为后面我们mid=low + F(k-1)-1, 需要使用到斐波那契数列,因此我们需要先获取到一个斐波那契数列
//非递归方式得到一个斐波那契数列
public static int[] Fib()
{
int[] fibArray = new int[MaxSize];
fibArray[0] = 1;
fibArray[1] = 1;
for (int i = 2; i < MaxSize; i++)
{
fibArray[i] = fibArray[i - 1] + fibArray[i - 2];
}
return fibArray;
}
/// <summary>
/// 斐波那契查找算法
/// </summary>
/// <param name="array">数组</param>
/// <param name="key">我们需要查找的关键码值</param>
/// <returns>下标,没找到为-1</returns>
public static int Search(int[] array, int key)
{
int low = 0;
int high = array.Length - 1;
int k = 0; // 表示斐波那契分割数值的下标
int mid = 0;//存放mid值
int[] fibArray = Fib();//获取到斐波那契数列
//获取到斐波那契分割数值的下标
while (high > fibArray[k] - 1)
{
k++;
}
//因为f[k]可能大于数组array的长度,因此我们需要构造一个新的数组,并指向temp[]
//不足的部分用0代替
int[] temp = new int[fibArray[k]];
Array.Copy(array, temp, array.Length);
//实际上需求使用a数组最后的数填充temp
for (int i = high + 1; i < temp.Length; i++ )
{
temp[i] = array[high];
}
//使用while循环来处理,找到我们的key
while (low <= high)
{
//只要这个条件满足,就可以找
mid = low + fibArray[k - 1] - 1;
if (key < temp[mid])
{
//说明我们应该继续向数组的前面查找(左边)
high = mid - 1;
//为什么是k--
//1.全部元素 = 前面的元素 + 后面的元素
//2.fibarray[k] = fibarray[k - 1] + fibarray[k -2];
//因为前面有fibarray[k-1]元素,所以可以继续拆分fibarray[k-1] = fibarray[k-2]+fibarray[k-3];
//即在fibarray[k-1]的前面继续查找k--
//即下次循环mid = fibarray[k-1-1]-1
k--;
}
else if(key > temp[mid])
{
//我们应该继续向数组的后面查找(右边)
low = mid + 1;
//为什么是k -=2
//说明
//1.全部元素 = 前面的元素 + 后面的元素
//因为后面有fibarray[k-2]元素,所以可以继续拆分fibarray[k-1] = fibarray[k-3]+fibarray[k-4];
//即在fibarray[k-2]的前面继续查找k-=2
//即下次循环mid = fibarray[k-1-2]-1
k -= 2;
}
else
{
//找到了,需要确定返回的是哪个下标
if (mid <= high)
{
return mid;
}
else
{
return high;
}
}
}
return -1;
}
}
static void Main(string[] args)
{
//初始化一个有序的100长度的数组
int[] arr = { 1,8,10,89,1000,1234 };
Console.WriteLine(FibonacciSearch.Search(arr,89));
Console.Read();
}