C語(yǔ)言折半查找法介紹及使用示例
1. 折半查找介紹
1.1 定義
折半查找也稱二分查找,是一種在有序數(shù)組中查找某一特定元素的搜索算法,每一次查找,搜索范圍均縮小一半,效率較高。如果數(shù)組是亂序狀態(tài),則應(yīng)排序,再進(jìn)行查找。
1.2 基本原理
搜索過程從數(shù)組的中間元素開始,如果中間元素正好是要查找的元素,則搜索過程結(jié)束;如果某一特定元素大于或者小于中間元素,則在數(shù)組大于或小于中間元素的那一半中查找,而且跟開始一樣從中間元素開始比較。如果在某一步驟數(shù)組為空,則代表找不到。這種搜索算法每一次比較都使搜索范圍縮小一半 。
1.3 時(shí)間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度
總共有n個(gè)元素,每次查找的區(qū)間大小就是n,n/2,n/4,…,n/ 2 k 2^k 2k,一直到1,其中k就是循環(huán)的次數(shù)。
由于n/ 2 k 2 ^ k 2k取整后>=1,即令n/ 2 k 2^k 2k=1,可得k=log2n,(是以2為底,n的對(duì)數(shù)),所以時(shí)間復(fù)雜度可以表示O()=O(logn)。
二分查找只需要額外存儲(chǔ)三個(gè)變量:最大值 ,最小值 和 中點(diǎn),空間復(fù)雜度為常數(shù) O(1)。
1.4 優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):比較次數(shù)少,查找速度快,平均性能好。
缺點(diǎn):要求待查表為有序表,且插入刪除困難。
2. 代碼實(shí)現(xiàn)
2.1 代碼設(shè)計(jì)
- 輸入需要查找的元素,我們輸入的是38;left是有序數(shù)組最左端0,是最小值,right是有序數(shù)組最右端10,是最大值,mid為數(shù)組1/2位置,即array[5];
- 38比array[5] = 19大,因此left等于原mid+1,即array[6] = 26,right不變;新mid為(left+right)/2 = (6+10)/2 = 8;
- 38比array[8] = 36大,因此left等于上一次mid+1,即array[9] = 38,right不變;新mid為(left+right)/2 = (9+10)/2 = 9;
- 38等于array[9],mid與left重合, 查找成功,返回?cái)?shù)組下標(biāo)9.
2.2 代碼實(shí)現(xiàn)
#include <stdio.h> #include <string.h> int binarySearch(int array[],int len,int target){ int left = 0; int right = len - 1; while(left <= right){ int mid = (right + left) / 2; if(array[mid] == target){ return mid; } else if(array[mid] < target){ left = mid + 1; } else if(array[mid] > target){ right = mid - 1; } } return -1; } int main(void) { int array[]={2,3,4,5,15,19,26,27,36,38,45}; int key = 0,ret; printf("請(qǐng)輸入需要查找的數(shù)字:"); scanf("%d",&key); ret = binarySearch(array,sizeof(array)/sizeof(int),key); if(ret < 0) printf("查找失敗\n"); else printf("該數(shù)字為數(shù)組第%d個(gè)元素\n",ret+1); return 0; }
運(yùn)行結(jié)果:
請(qǐng)輸入需要查找的數(shù)字:38
該數(shù)字為數(shù)組第10個(gè)元素
到此這篇關(guān)于C語(yǔ)言折半查找法介紹及使用示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語(yǔ)言折半查找內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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