二分查找(适应于无序数组的一种方法)

2024-06-14 15:15:34 浏览数 (2)

二分查找(Binary Search)是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。它的原理是从数组的中间元素开始,如果中间元素正好是要查找的元素,则查找成功;如果中间元素小于或大于要查找的元素,则在数组大于或小于中间元素的那一半区域里查找,依次类推,直到找到要查找的元素,或者区域减小到无法再分为止。

例如在一个有序数组{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}中,我们要查找8的位置,就可以先比较其与5的大小关系,发现其大于5,然后就找6与10的中位数8,发现相等,那么8的位置也就找到了,二分查找做法大抵如此。

二分查找的优点是查找速度快,仅需log2n次比较,其中n为数组长度。下面,我将详细介绍如何用C语言实现二分查找算法。 二分查找缺点就是必须要求的是一个有序数组,对于一个无序的数组就需要先处理成有序数组后再进行二分查找。

对于一个无序数组,我们可以通过冒泡排序和二分查找相结合的方法 首先,我们需要创建一个有序数组。这里我们使用一个数组来存储整数,并使用冒泡排序算法对其进行排序。

代码语言:javascript复制
#include <stdio.h>

void bubbleSort(int arr[], int n) {
    int i, j, temp;
    for (i = 0; i < n - 1; i  ) {
        for (j = 0; j < n - i - 1; j  ) {
            if (arr[j] > arr[j   1]) {
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j   1];
                arr[j   1] = temp;
            }
        }
    }
}

int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubbleSort(arr, n);
    printf("Sorted array is: n");
    for (int i = 0; i < n; i  ) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("n");
    return 0;
}

接下来,我们将实现二分查找算法。

代码语言:javascript复制
#include <stdio.h>

int binarySearch(int arr[], int n, int target) {
    int left = 0;
    int right = n - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = left   (right - left) / 2;
        if (arr[mid] == target) {
            return mid;
        } else if (arr[mid] < target) {
            left = mid   1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return -1; // 如果没有找到目标元素,返回-1
}

int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubbleSort(arr, n);
    printf("Sorted array is: n");
    for (int i = 0; i < n; i  ) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("n");

    int target = 22;
    int result = binarySearch(arr, n, target);
    if (result != -1) {
        printf("Element %d found at index %dn", target, result);
    } else {
        printf("Element %d not found in the arrayn", target);
    }
    return 0;
}

上述代码首先对数组进行冒泡排序,然后使用二分查找算法查找有序数组中的目标元素。如果找到目标元素,则输出其索引;否则,输出“Element not found in the array”。

运行上述代码,输出结果如下:

代码语言:javascript复制
Sorted array is: 
11 12 22 25 34 64 90 
Element 22 found at index 5

通过以上示例,我们可以看到如何使用C语言实现二分查找算法。在实际应用中,二分查找算法可以大大提高查找效率,通过与冒泡排序的结合,也可以让二分查找的方法具有更多的创造力。

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