【C语言】二分查找-在一个有序数组中查找具体数

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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



right


2.根据下标

left



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



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。


那么今天的分享就到这里了,谢谢大家,如果觉得不错的话还请给个关注哈!


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