C語(yǔ)言折半查找法的由來(lái)及使用詳解
引入二分查找
本文帶著大家學(xué)習(xí)一個(gè)簡(jiǎn)單的**二分查找算法,也叫折半查找算法**
先給大家提出一個(gè)問題
額,大家應(yīng)該都會(huì)碰到這種情況,那大家怎么猜呢?
我想一定是會(huì)說(shuō)1000,他說(shuō)太少了,你又猜1500…
這其實(shí)就是二分查找的應(yīng)用。
接下來(lái)我們來(lái)看一個(gè)問題
如何在一個(gè)有序數(shù)組中查找一個(gè)數(shù)字?
有一部分帥氣的觀眾可能會(huì)說(shuō):
直接遍歷數(shù)組,一個(gè)一個(gè)對(duì)比就找到了啊
但是大家有沒有想過一個(gè)問題,數(shù)組中如果只有幾十個(gè)數(shù)的話,那完全可以這樣做
那如果數(shù)組中有幾十萬(wàn)個(gè)呢?
這樣遍歷絕對(duì)是非常消耗時(shí)間,題目很明確說(shuō)有序數(shù)組,如果直接遍歷,我們是不是對(duì)不起有序這二字呢?
分析二分查找
我們用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來(lái)實(shí)現(xiàn)一下二分查找
比如有這樣一個(gè)數(shù)組
計(jì)算中間下標(biāo)的兩種方法
我們?cè)谄渲胁檎乙粋€(gè)數(shù)字。使用二分查找,我們?nèi)绾未_定中間值呢?
有人說(shuō),數(shù)組長(zhǎng)度除以二,但是中間值會(huì)變,數(shù)組長(zhǎng)度不可變 ----排除
這邊我們給大家?guī)?lái)兩種方法來(lái)計(jì)算中間值
首先大家要清楚,我們要有兩個(gè)邊界,就是范圍,比如鞋子02000變成10002000
我們使用兩個(gè)下標(biāo)作為兩端,left 以及 right 中間值我們定義為mid
第一種
mid = (left + right) / 2;
我對(duì)長(zhǎng)度為奇數(shù)和偶數(shù)的數(shù)組都進(jìn)行了分析,這種方法并沒有漏過任何一個(gè)數(shù),所以可以使用
第二種
第一種方法有一種弊病,如果數(shù)組特別長(zhǎng)的話,left+right可能會(huì)超出類型的最大值范圍
我們得想辦法解決掉這個(gè)問題
假如我們把left最上邊那一小塊放到left上邊,是不是就是中間值了呢
、
把這種方法寫成表達(dá)式就是
mid = (right - left) / 2 + left;
這就是兩種計(jì)算中間下標(biāo)的方法
代碼實(shí)現(xiàn)
- 當(dāng)mid處的值 < 待查找的值的時(shí)候 ,需要把 mid處的以及前邊的舍棄,即left右移, left = mid +1;
- 當(dāng)mid處的值 > 待查找的值的時(shí)候 ,需要把 mid處的以及后邊的舍棄,即right左移,right = mid -1;
- 當(dāng)相等時(shí),便不再查找。
還有一個(gè)問題,什么時(shí)候就不再查找了呢?
- left < right 時(shí),中間仍有數(shù)據(jù)未查找
- left = right 時(shí),有一個(gè)數(shù)未比較
- left>right 時(shí),都找完了,沒找到
所以當(dāng)left > right 時(shí),就沒必要查找了
話不多說(shuō),直接上代碼
#include <stdio.h> //詳解二分查找 int main() { int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; //計(jì)算數(shù)組長(zhǎng)度 int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int n = 0;//待查找的值 scanf("%d", &n); int left = 0;//左下標(biāo) int right = length - 1;//右下標(biāo) int mid = 0;//中間下標(biāo) while(left <= right) { mid = (left + right) / 2; if(arr[mid] > n) { right = mid - 1; } else if (arr[mid] < n) { left = mid + 1; } else { printf("找到了,下標(biāo)為%d\n", mid); break; } } if (left > right) { printf("找不到,數(shù)組中不存在該值\n"); } return 0; }
總結(jié)
理解二分查找法的實(shí)現(xiàn)方式
核心在于中間下標(biāo)的控制以及下標(biāo)的變化
大家下來(lái)一定要自己畫圖理解,寫代碼測(cè)試,多寫寫就悟了。
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