C语言程序设计——二分查找

简介: C语言程序设计——二分查找

对于一个有序的数据序列,我们在查找其中的某一个数时,除了通过遍历的方式查找外,还可以利用二分查找来有效提高我们的查找效率。那么二分查找的原理是什么?这么实现呢?跟着我继续往下看吧!


众所周知,查找是通过将拿到的数据与自己想要查找数据进行对比的一个过程,如果相同则查找成功,反之则“淘汰”当前数据,继续查找。所以查找也可以看作是一个淘汰非查找目标数据的过程,所以每次查找能够淘汰的数据的多少也就一定程度上反映了查找方法的优越性,普通的遍历每次能够淘汰一个数据,而二分查找每次就可以淘汰一半的数据,效率可以说是相当不错了,接下来我们就一起来实现它吧!


首先来了解二分查找的原理。


二分查找过程如下:


例如我们拿到了一个如下有序序列:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;


假设我们要查找数据7,


首先我们会进行比较序列最中间的值5,发现5<7,因为序列是升序,5的左边都比5小,自然也比7小,所以直接淘汰5以及它左边的所有数据,然后进行比较右边最中间的数据8,发现8>7,淘汰8以及右边的所有数据,然后与7比较查找成功。


要实现以上过程,首先我们需要两个变量作为标志限制我们每次查找的范围和一个变量作为搜索标志指向查找范围的中间的数据,代码实现如下:


int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int left = 0;
int right = sizeof(arr)/sizeof(arr[0])-1;//数组下标从0开始,所以需要减一
mid = (left + right) / 2;


因为每一次非成功查找,都需要淘汰一半的数据,如果对比中间值比查找值大,则说明查找值在中间值左边,right=mid-1右标志左移;如果对比中间值比查找值小,则说明查找值在中间值右边,left=mid+1左标志右移。可以发现,每次范围改变,mid的值也应该跟着更新,所以需要把mid的赋值放到循环中。


循环结束条件:(1)mid=num(num为待查找的数据),查找成功,返回待查找数据在数组中对应的下标,即返回mid。


(2)序列中没有待查找的数据,循环到最后则会发现left的值小于了right的值,即left


代码实现如下:


while (left <= right) {
  mid = (left + right) / 2;
  if (arr[mid] < num) {
    left = mid + 1;
  }
  else if (arr[mid] > num) {
    right = mid - 1;
  }
  else {
    return mid;
  }
  }


最后对代码进行整合包装,完整代码如下:


#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int BinarySearch(int left, int right, int num, int arr[]);
int main() {
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int right=sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;//数组下标从0开始,所以需要减一
  int left = 0;
  int num = 0;
  int mid = 0;
  printf("请输入你要查找的数字:");
  scanf("%d", &num);
  mid=BinarySearch(left,right,num,arr);
  if (mid != -1) {
  printf("数字所在位置的下标为:%d\n", mid);
  }
  else {
  printf("找不到!\n");
  }
  return 0;
}
int BinarySearch(int left,int right,int num,int arr[]) {
  int mid = 0;
  while (left <= right) {
  mid = (left + right) / 2;
  if (arr[mid] < num) {
    left = mid + 1;
  }
  else if (arr[mid] > num) {
    right = mid - 1;
  }
  else {
    return mid;
  }
  }
  return -1;
}


效果展示:


fd4f89e0cdd44399ba0bdbfb1279068a.png

3a5782f133ae44f7a7b9e1f875423c35.png


 



相关文章
|
1月前
|
存储 算法 C语言
【C语言】二分查找算法
【C语言】二分查找算法
|
2月前
|
C语言
C语言程序设计核心详解 第四章&&第五章 选择结构程序设计&&循环结构程序设计
本章节介绍了C语言中的选择结构,包括关系表达式、逻辑表达式及其运算符的优先级,并通过示例详细解释了 `if` 语句的不同形式和 `switch` 语句的使用方法。此外,还概述了循环结构,包括 `while`、`do-while` 和 `for` 循环,并解释了 `break` 和 `continue` 控制语句的功能。最后,提供了两道例题以加深理解。
|
2月前
|
存储 C语言
C语言程序设计核心详解 第十章:位运算和c语言文件操作详解_文件操作函数
本文详细介绍了C语言中的位运算和文件操作。位运算包括按位与、或、异或、取反、左移和右移等六种运算符及其复合赋值运算符,每种运算符的功能和应用场景都有具体说明。文件操作部分则涵盖了文件的概念、分类、文件类型指针、文件的打开与关闭、读写操作及当前读写位置的调整等内容,提供了丰富的示例帮助理解。通过对本文的学习,读者可以全面掌握C语言中的位运算和文件处理技术。
|
2月前
|
存储 C语言
C语言程序设计核心详解 第七章 函数和预编译命令
本章介绍C语言中的函数定义与使用,以及预编译命令。主要内容包括函数的定义格式、调用方式和示例分析。C程序结构分为`main()`单框架或多子函数框架。函数不能嵌套定义但可互相调用。变量具有类型、作用范围和存储类别三种属性,其中作用范围分为局部和全局。预编译命令包括文件包含和宏定义,宏定义分为无参和带参两种形式。此外,还介绍了变量的存储类别及其特点。通过实例详细解析了函数调用过程及宏定义的应用。
|
2月前
|
C语言
C语言程序设计核心详解 第三章:顺序结构,printf(),scanf()详解
本章介绍顺序结构的基本框架及C语言的标准输入输出。程序从`main()`开始依次执行,框架包括输入、计算和输出三部分。重点讲解了`printf()`与`scanf()`函数:`printf()`用于格式化输出,支持多种占位符;`scanf()`用于格式化输入,需注意普通字符与占位符的区别。此外还介绍了`putchar()`和`getchar()`函数,分别用于输出和接收单个字符。
|
2月前
|
存储 算法 C语言
C语言程序设计核心详解 第一章:数制及转换与ASCII码
本专栏旨在夯实C语言基础,涵盖基础知识与进阶内容,助力解决自命题考试和考研问题,为数据结构与算法设计奠定坚实基础。内容包括数制及其转换、ASCII码、内存管理、机器码等,重点讲解二进制、八进制、十六进制的概念与转换方法,并介绍C语言的结构、数据类型和标识符规范。
|
2月前
|
存储 人工智能 C语言
C语言程序设计核心详解 第八章 指针超详细讲解_指针变量_二维数组指针_指向字符串指针
本文详细讲解了C语言中的指针,包括指针变量的定义与引用、指向数组及字符串的指针变量等。首先介绍了指针变量的基本概念和定义格式,随后通过多个示例展示了如何使用指针变量来操作普通变量、数组和字符串。文章还深入探讨了指向函数的指针变量以及指针数组的概念,并解释了空指针的意义和使用场景。通过丰富的代码示例和图形化展示,帮助读者更好地理解和掌握C语言中的指针知识。
|
2月前
|
存储 人工智能 C语言
C语言程序设计核心详解 第六章 数组_一维数组_二维数组_字符数组详解
本章介绍了C语言中的数组概念及应用。数组是一种存储同一类型数据的线性结构,通过下标访问元素。一维数组定义需指定长度,如`int a[10]`,并遵循命名规则。数组元素初始化可使用 `{}`,多余初值补0,少则随机。二维数组扩展了维度,定义形式为`int a[3][4]`,按行优先顺序存储。字符数组用于存储字符串,初始化时需添加结束符`\0`。此外,介绍了字符串处理函数,如`strcat()`、`strcpy()`、`strcmp()` 和 `strlen()`,用于拼接、复制、比较和计算字符串长度。
|
2月前
|
存储 C语言
C语言程序设计核心详解 第九章 结构体与链表概要详解
本文档详细介绍了C语言中的结构体与链表。首先,讲解了结构体的定义、初始化及使用方法,并演示了如何通过不同方式定义结构体变量。接着,介绍了指向结构体的指针及其应用,包括结构体变量和结构体数组的指针操作。随后,概述了链表的概念与定义,解释了链表的基本操作如动态分配、插入和删除。最后,简述了共用体类型及其变量定义与引用方法。通过本文档,读者可以全面了解结构体与链表的基础知识及实际应用技巧。
|
2月前
|
C语言
C语言程序设计核心详解 第二章:数据与数据类型 4种常量详解 常见表达式详解
本文详细介绍了C语言中的数据与数据类型,包括常量、变量、表达式和函数等内容。常量分为整型、实型、字符型和字符串常量,其中整型常量有十进制、八进制和十六进制三种形式;实型常量包括小数和指数形式;字符型常量涵盖常规字符、转义字符及八进制、十六进制形式;字符串常量由双引号括起。变量遵循先定义后使用的规则,并需遵守命名规范。函数分为标准函数和自定义函数,如`sqrt()`和`abs()`。表达式涉及算术、赋值、自增自减和逗号运算符等,需注意运算符的优先级和结合性。文章还介绍了强制类型转换及隐式转换的概念。