前言
当我们想知道在一组数集合中是否存在一个数时,可以用循环从1开始遍历,遇到时则输出。但是,如果举个实际的生活中的例子:我买了个新手机,价格不到3000,让你猜价格,你会从1开始猜吗? “1块?一块不对…两块?两块不对…”——这显然是不够现实的。
我想正常人都应该有种思路:先猜大点,大了,那就再说小点,又小了,那再猜大点吧……
不到3000的鞋子对吧,行。 1500? 小了 2500? 大了 2000?……
那么思路应该是从1-3000中找一个数【每次猜中间数】
这才正常吧
直男思想:要从有序数组中找有没有7对吧,行!我用for循环从1开始遍历,一个一个找,肯定可以吧。
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int x = 7;
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
if (arr[i] == x) {
printf("找到");
break;
}
}
return 0;
}
看着其实没问题对吧,但这数字要是大了呢,要是给你整个上千上万呢?
这时二分查找(折半查找)就来了
首先需要说的是,使用 二分查找 是有
前提
的,要求必须是在
有序数列并且顺序存储
(数组)
二分查找的思路
:1.确定被查找范围的左右下标,
left
和
right
。
2.根据下标
left
和
right
确定中间元素的下标
mid。
3.根据
mid
锁定的元素和需要查找的元素进行比较,从而确定新的查找范围.(新
left
和
right
)
比如说需要在数组arr中找到数字7,也就是下标6:
确定left和right后已知现在范围为0~9,通过mid和所查找数(7)的下标(6)进行比较,不断缩小范围。第一遍mid为4小于6,所以让left往右走至mid+1为5,从而重新确定范围为5~9。再重新计算mid为7又大于6了,所以让右边的right往左走至mid-1为6,此时范围是5~6。最后再进行一次比较mid为5小于6,所以让left往右走至mid+1为6,最终确定了left = right = 6,也就是找到了整型7的下标。
最后,用代码实现为:
#include<stdio.h>
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//计算arr数组的长度,用以直到下标right的值
int left = 0;
int right = sz - 1;
int k = 7; //数组中找到整型7 可使用scanf("%d",&k);改变查找数
int flag = 0; //设置标志
while (left <= right)
{
int mid = (left + right) / 2; //此语句必须在while循环内,因为mid是不断变化的
if (arr[mid] == k) //比较下标mid对应的值与所查找数的值
{
printf("找到了,下标为%d",mid);
flag = 1; //若找到改变标志
break; //跳出while循环
}
else if (arr[mid] < k)
left = mid + 1;
else
right = mid - 1;
}
if (flag == 0) //此时若找到,则flag为1不读取此语句
printf("没找到");
return 0;
}
此处有三个地方需要注意
第一:
初始化right时,right的取值应为sz – 1,因为下标是从0开始的,sz存储的是数组arr的长度。
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0])
用arr数组所占内存的总大小除于arr数组中单个元素的大小,即为长度。
第二:
flag的设定是为了设计标志:falg初始化为零,当查找到数组中的元素7后,改变flag
为1,在跳出循环,此时后面的if条件语句判断为假,不执行。但当未找到7,flag依旧为0,if条件为真,输出没找到。
int flag = 0;
第三:
mid锁定的元素与7进行比较时不可能只比较一次,所以需要用循环,此处适合使用while循环。
if (arr[mid] == k)
{
printf("找到了,下标为%d",mid);
flag = 1;
break;
}
else if (arr[mid] < k)
left = mid + 1;
else
right = mid - 1;
注意while循环的条件是
while (left<=right)
因为在不断比较和移动下标确定范围时,范围不断缩小,但不可能交叉,范围应该是最终确定在一个数上。
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