【C语言】二分查找(详解)

岁月失语唯石能言 2024-06-27 10:35:02 阅读 93

🎥 岁月失语唯石能言的个人主页        

🔥个人栏专:秒懂C语言

若在许我少年时,一两黄金一两风    

目录

一、二分查找的思路 

二、思路分析

2.1定义变量

2.2逻辑分析

三、代码实现

总结


一、二分查找的思路 

       二分查找是一种高效的查找算法,尤其适用于有序数组。它的基本思想是通过将查找区间逐步缩小一半,从而快速定位目标元素。对于大型数据集,二分查找的效率远高于线性查找。然而,它要求数据必须有序,且实现相对复杂一些。总的来说,二分查找是一种非常实用和强大的工具,在许多场景下都能发挥出其独特的优势。

   举个例子:

        朋友让你猜他刚买的一件衣服的价格,告诉你在(0~100)元之间。

        我们一般都是先猜中间价位50元,他说猜低了,你再猜75元,这样一步步的缩减范围。直到锁定86元。你只要用几次二分查找就能找到价格。而你要是从一开始猜你得猜86次,速度和效率提升非常大。


二、思路分析

例子:        int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

首先题目会给你一个有序数组,让你找出某个数字比如说7的下标.

2.1定义变量

首先我们定义lift,right,key,mid四个变量。left的下标为0;right的下标用sizeof(arr)/sizeof(arr[0])-1   (整个数组的大小)/(一个数组元素的大小)-1   因为数组的下标是从0开始所以要减1。mid = (left + right) / 2;

如果left和right比较大的时候可能会越界,这时候可以改良一下:

mid = left+(right-left)/2;

2.2逻辑分析

然后我们需要拿arr[mid](50元)key去比较大小然后不断缩小范围。如果arr[mid] == key,那就说明找到了,直接打印。如果arr[mid] > key说明你猜大了那你就要缩小范围1~100就要改成1~49(因为50比价格贵不需要取50元)所以right下标就要改成mid-1同理,如果arr[mid] < key说明你猜小了那你就要缩小范围1~100就要改成51~100,left的下标改成mid+1当然有人会担心mid = (left + right) / 2中(left + right)是奇数除出来不是整数怎么办。/ 符号位会自动舍掉余数不用当心。

if (arr[mid] == key)

{

printf("找到了,下标是%d\n", mid);

break;

}

if (arr[mid] > key)

{

right = mid - 1;

}

if (arr[mid] < key)

{

left = mid + 1;

}

然后在使用while循环来实现不断猜数字的过程while的条件就设置成left <= right,只要范围内还有数字就继续排查直到找出,例如3~5,直到找到只剩5~5,找到5。或者全都找完了还找不到,这时候leftright会继续加减。这时left 就会大于 right,就打印找不到。

while (left <= right)

{

mid = (left + right) / 2;

if (arr[mid] == key)

{

printf("找到了,下标是%d\n", mid);

break;

}

if (arr[mid] > key)

{

right = mid - 1;

}

if (arr[mid] < key)

{

left = mid + 1;

}

}

if (left > right)

printf("找不到\n");

return 0;

同理,如果是降序数组的话只需要把 right = mid - 1;和 left = mid + 1;交换位置就行:


三、代码实现

这是升序的代码:

#include <stdio.h>

int main()

{

int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

int left = 0;

int right = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;

int key = 7;//要找的数字

int mid = 0;//记录中间元素的下标

while (left <= right)

{

mid = (left + right) / 2;

if (arr[mid] == key)

{

printf("找到了,下标是%d\n", mid);

break;

}

if (arr[mid] > key)

{

right = mid - 1;

}

if (arr[mid] < key)

{

left = mid + 1;

}

}

if (left > right)

printf("找不到\n");

return 0;

}

这是降序代码:

#include <stdio.h>

int main()

{

int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

int left = 0;

int right = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;

int key = 7;//要找的数字

int mid = 0;//记录中间元素的下标

while (left <= right)

{

mid = (left + right) / 2;

if (arr[mid] == key)

{

printf("找到了,下标是%d\n", mid);

break;

}

if (arr[mid] > key)

{

left = mid + 1;

}

if (arr[mid] < key)

{

right = mid - 1;

}

}

if (left > right)

printf("找不到\n");

return 0;

}

往期文章推荐:

C语言如何生成随机数以及设置随机数的范围。(超详细):http://t.csdnimg.cn/62LIP

【C语言】函数调用及创建,并将数组传参到函数:http://t.csdnimg.cn/cU9Ku

【C语言】——函数递归,用递归简化并实现复杂问题:http://t.csdnimg.cn/nsS4d


总结

以上就是关于二分查找的相关知识,二分查找虽然性能比较优秀,但应用场景也比较有限,底层必须依赖数组,并且还要求数据是有序的。所以我们在选用算法时需要从多方面考虑。



声明

本文内容仅代表作者观点,或转载于其他网站,本站不以此文作为商业用途
如有涉及侵权,请联系本站进行删除
转载本站原创文章,请注明来源及作者。