개발 공부 - 이진 검색 (추가)

* 공부용의 자유로운 글씨😀

『가장 쉬운 독학 알고리즘 첫걸음 - C&자바편』 공부용이다.

* 프로그래머스에 살다가 새벽이 넘어버려서 부랴부랴 쓴다.

하루의 일과를 지켜내겠다는 의지!

이진 검색은 정렬된 배열에서 원하는 데이터를 찾는 것이다.

작은 것에서 큰 것으로 정렬하는 것 : 오름차순 (ASC)

큰 것에서 작은 것으로 정렬하는 것 : 내림차순 (DESC)

1~100까지 한 숫자를 떠올릴 때, 적은 횟수로 맞추기 위해서는 50을 찾는 것이

이진 검색의 기초이다. (중간 값을 생각할 수 있으면 됨)

검색 대상 배열 a

찾아낼 값이 저장된 변수 x

찾은 요소의 인덱스를 저장하는 변수 pos를 쓴다.

왼쪽 끝 요소 인덱스를 저장한 변수 left (초기값은 0이다.)

오른 쪽 끝 요소 인덱스를 저장한 변수 right (초기값은 마지막 인덱스다)

배열 중앙 요소 인덱스를 저장한 변수 middle 이 필요하다.( ( 왼 + 오 )/ 2 로 구할 수 있다.)

정수형이라 나머지는 버리고 middle 값을 적용하면 된다.

1. pos를 -1로 초기화하고

2. left를 0으로 초기화하고

3. right를 a의 길이로 초기화하고

4. left 와 right 로 middle을 구하고

5. a[middle]과 x(찾아낼 값) 을 비교해서

A x를 찾으면 pos를 middle로 덮어씀

B a[middle] > x 면 right를 middle -1 로 변경하고 <<< 로 감

C a[middle] < x 면 left 를 middle +1 로 변경하고 >>> 로 감

6. B, C일 경우 원하는 값이 발견되지 않았으면 재실행함

앗 POS는 -1이다.

(-1이 미발견)

이걸 Java로 구현하면 이렇게 된다.

결과는 5가 나온다. (정상 동작)

이진 검색은 for문이 아닌 while 문을 사용하는 것이 포인트라고 한다.

만약 x 값이 아예 없는 숫자라면 전체를 탐색한 후 -1이 나오는 것이 정상이다!

추적 코드를 넣어보면 아래와 같다.

while 문 실행 전, 실행 중, 실행 후에 추적 코드를 삽입한다.

선형 검색과 이진 검색은 모두 데이터 검색을 목적으로 사용하는 알고리즘인데, 

보통 배열의 처음부터 끝까지 순차적으로 확인하는 선형 검색보다는

배열을 2개로 나누면서 검색 범위를 좁히는 이진 검색이 더 효율적이다.

선형 검색은 시간 복잡도가 O(N) 이며, 

이진 검색의 시간 복잡도는 O(log2N)이다.

log2N은 N개의 데이터를 계속 분할해서, 마지막 하나가 될 때까지 처리한 횟수이다.

따라서 요소 수가 8개인 배열을 이진 검색하는 경우 -> 3회 분할하면 요소 수가 1개가 된다.

8 -> 4 -> 2 -> 1

따라서 데이터 수가 많은 경우에는 선형 검색보다 데이터를 일정 기준으로 정렬하여 이진 검색을 사용하는 것이 맞다.

(데이터 수가 적은 경우에는 정렬 하는 것이 낭비이므로 그냥 선형 검색을 쓰는 것이 낫다.)

정렬은 자바 코드 상으로는 아래와 같이 오름차순 / 내림차순 해서 사용하면 된다.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

import java.util.Arrays; import java.util.Collections; public class App {     public static void main(String[] args) throws Exception {         int [] a = new int[10];          for(int i : a){             i = (int)(Math.random()*10);         }         //오름차순         Arrays.sort(a);         //내림차순 : Stream으로 쉽게 해결할 수 있다. (컬렉션이라 Integer로 사용해야 한다.)         Integer [] tempA = Arrays.stream(a).boxed().toArray(Integer[]::new);         Arrays.sort(tempA, Collections.reverseOrder());         a = Arrays.stream(tempA).mapToInt(i->i).toArray();         int x, pos, left, right, middle;         x = a[1];         pos = -1;         left = 0;         right = 9;         System.out.println("반복 실행 전 x 값 : " + x);         System.out.println("반복 실행 전 pos 값 : " + pos + " left 값 : " + left + " right 값 : " + right);              while(pos == -1 && left <= right){             middle = (left+right)/2;             if(a[middle] == x){                 pos = middle;             }else if(a[middle] > x){                 right = middle -1;             }else{                 left = middle + 1;             }             System.out.println("반복 실행 중 x 값 : " + x);             System.out.println("반복 실행 중 pos 값 : " + pos + " left 값 : " + left + " right 값 : " + right);         }         System.out.println("pos 값은 " + pos);     } } Colored by Color Scripter

cs

보약같은 Stream!

8부터 Stream 이랑 람다 지원해서 너무 행복함.

쓰는 것만 썼는데 조금 더 확장해서 써보자.

읽어보고 (추가) 지울 것 : https://ahndding.tistory.com/23