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最简单的二分查找

进击的包籽 2022-04-04 阅读 81
c语言

 

1.二分查找的原理

二分查找,也叫作折半查找。二分查找有两个要求,一个是数列有序,另一个是数列使用顺序存储结构(比如数组)。

这里就用最简单的例子来表示:在1-10中找到3。

如果从1开始找当然可以找到,但是当数字很庞大的时候这样就显得十分的困难了,于是采用二分查找会更适合这些场景。

二分算法其实就是不断地折中,以此来缩小要找的数的范围区间,就比如现在要找3,我们可以创建一个有序数组arr,里面存放1-10,根据元素下标来找到该元素。

1是arr[0],下标为0,10是arr[9],下标为9,那么他们折中就是arr[(0+9)/2]=arr[4],这是元素5,下标为4。

 

此时元素5比3大,所以要查找的3在5的左边,所以这个时候将要查找的下标改为元素4的下标(因为每次查找范围都是以下标为准的,所以当你要找的范围缩小了,对应的左下标或者右下标都要变,这里因为5比3大所以缩小右下标到元素4)

然后因为元素2小于元素3,范围再次缩小到下标的(1-3),这个时候再折中的话就是下标2了,也就是元素3,这样就找到了3。

 

下面是代码实现,我们可以把每次范围缩小的过程看成循环,每一次缩小,代表这个检索比较的程序要进行一次,所以我这里使用while循环。值得注意的是,while循环的条件是左下标不能大于右下标。

#include<stdio.h>
int main()
{
	int m = 3;
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
	int left = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//数组的元素个数
	int right = sz - 1;
	while (left <= right)//左下标不能大于右下标
	{
		int mid = (left + right) / 2;
		if (arr[mid] < m)
		{
			left = mid + 1;
		}
		else if (arr[mid] > m)
		{
			right = mid - 1;
		}
		else
		{
			printf("该元素为:%d\n",arr[mid]);
			break;
		}
	}
	if (left > right)
	{
		printf("找不到该元素\n");
	}
	return 0;
}

2.二分查找的时间复杂度

二分查找时,查找的数据量其实正好符合元素的对数,而正常情况下每次查找的元素都在一半一半地减少。所以二分查找的时间复杂度为 O(log2n)(2是底数)。

其实二分查找的方法工具还有很多,我再慢慢学习,实际应用中,我们只要记住循环条件,判断条件与边界更新方法三者之间的配套使用就行了,基于这一点原则,你就可以使用你自己习惯的方式来实现二分搜索。

 个人拙见,有错误和不足希望大家指正。

 

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