Java插值查找知识点（含面试大厂题和源码）

插值查找（Interpolation Search）是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。它是基于二分查找（Binary Search）的改进版本，特别适合当数据分布均匀时使用。插值查找的关键思想是利用数据的分布特性，预测要查找元素的可能位置，从而减少搜索的比较次数。

插值查找的工作原理：

估算位置：根据要查找的元素 key 和数组的当前范围（由 low 和 high 指定），估算 key 可能的位置 pos。计算公式通常是 pos = low + ((key - arr[low]) * (high - low)) / (arr[high] - arr[low])。
比较与调整：将 arr[pos] 与 key 进行比较：
- 如果 arr[pos] 等于 key，则查找成功，返回 pos。
- 如果 arr[pos] 大于 key，则在 pos 之前的范围中查找（即调整 high 为 pos - 1）。
- 如果 arr[pos] 小于 key，则在 pos 之后的范围中查找（即调整 low 为 pos + 1）。
重复过程：继续以上步骤，直到找到 key 或者搜索范围无效（low 大于 high）。

插值查找的Java实现：

java">public class InterpolationSearch {public int interpolationSearch(int[] arr, int key) {int low = 0;int high = arr.length - 1;while (low <= high && key >= arr[low] && key <= arr[high]) {if (low == high) {if (arr[low] == key) return low;return -1;}int pos = low + ((key - arr[low]) * (high - low)) / (arr[high] - arr[low]);if (arr[pos] == key) {return pos;} else if (arr[pos] < key) {low = pos + 1;} else {high = pos - 1;}}return -1; // Element not found}public static void main(String[] args) {InterpolationSearch search = new InterpolationSearch();int[] arr = {10, 12, 13, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 33, 35, 42, 47};int key = 18;int index = search.interpolationSearch(arr, key);System.out.println("Index of " + key + " is: " + index);}
}

插值查找的适用场景：

当数据集较大且数据分布均匀时，插值查找的性能通常比二分查找更好。
插值查找不适合数据分布不均匀的情况，因为它依赖于数据的均匀分布。

面试中的插值查找：

在面试中，面试官可能会询问关于插值查找的问题，以评估应聘者对搜索算法的理解和适用场景的把握。通过实现插值查找，可以展示你对算法性能优化的理解和应用能力。

希望这些知识点和示例代码能够帮助你更好地准备面试！插值查找是一种高效的搜索算法，特别适合于数据分布均匀的场景。以下是三道与插值查找相关的面试题目，以及相应的Java源码实现。

题目 1：有序数组中的查找

描述：
给定一个有序数组，编写一个方法来查找一个目标值，如果存在，则返回其索引；如果不存在，则返回-1。

示例：

输入: nums = [10, 12, 14, 16, 18, 19, 20], target = 14
输出: 2

Java 源码：

java">public class SearchInSortedArray {public int search(int[] nums, int target) {int low = 0, high = nums.length - 1;while (low <= high) {int mid = low + (high - low) / 2;if (nums[mid] == target) {return mid;} else if (nums[mid] < target) {low = mid + 1;} else {high = mid - 1;}}return -1;}public static void main(String[] args) {SearchInSortedArray solution = new SearchInSortedArray();int[] nums = {10, 12, 14, 16, 18, 19, 20};int target = 14;int result = solution.search(nums, target);System.out.println("Index of target: " + result);}
}

题目 2：旋转排序数组中的查找

描述：
给定一个旋转排序的数组，编写一个方法来查找一个目标值，如果存在，则返回其索引。

示例：

输入: nums = [4, 5, 6, 7, 0, 1, 2], target = 0
输出: 4

Java 源码：

java">public class SearchInRotatedSortedArray {public int search(int[] nums, int target) {int low = 0, high = nums.length - 1;while (low <= high) {int mid = low + (high - low) / 2;if (nums[mid] == target) {return mid;}// 判断左右半区是否有序if (nums[low] <= nums[mid]) {if (target >= nums[low] && target < nums[mid]) {high = mid - 1;} else {low = mid + 1;}} else {if (target > nums[mid] && target <= nums[high]) {low = mid + 1;} else {high = mid - 1;}}}return -1;}public static void main(String[] args) {SearchInRotatedSortedArray solution = new SearchInRotatedSortedArray();int[] nums = {4, 5, 6, 7, 0, 1, 2};int target = 0;int result = solution.search(nums, target);System.out.println("Index of target: " + result);}
}

题目 3：有序数组中的最小绝对差

描述：
给定一个有序数组，找到任意两个元素之间的最小绝对差。

示例：

输入: nums = [3, 8]
输出: 5

Java 源码：

java">public class MinimumAbsoluteDifference {public int minDifference(int[] nums) {if (nums == null || nums.length < 2) {return 0;}int minDiff = nums[1] - nums[0];for (int i = 1; i < nums.length - 1; i++) {minDiff = Math.min(minDiff, nums[i + 1] - nums[i]);}return minDiff;}public static void main(String[] args) {MinimumAbsoluteDifference solution = new MinimumAbsoluteDifference();int[] nums = {3, 8};int result = solution.minDifference(nums);System.out.println("Minimum absolute difference: " + result);}
}