C语言折半查找算法及代码实现
1.折半查找的定义:
在计算机中,折半查找,也称二分搜索。它是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。
2.折半查找的实现原理:
搜索过程从数组的中间元素开始,如果中间元素正好是要查找的元素,则搜索过程结束;如果某一特定元素大于或者小于中间元素,则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找,而且跟开始一样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组为空,则代表找不到。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半 。
以下是折半查找和顺序遍历的算法实实现动态图
3.折半查找算法优点:
折半查找法的优点是比较次数少,查找速度快,平均性能好;
其缺点是要求待查表为有序表,且插入删除困难。
因此,折半查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。
4.代码实现:
# include<stdio.h>
# include<string.h>
int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//下标:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9int k = 8;int left = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int right = sz - 1;while (left <= right){int mid = (left + right) / 2;if (arr[mid] > k){right = mid - 1;}else if (arr[mid] < k){left = mid + 1;}else{printf("找到了:%d\n", mid);break;}}if (left > right)//情况四:找不到{printf("找不到了\n");}return 0;
}
代码讲解:
1.通过建立左下标left与右下标right组成一个完整的范围。
2.创建关键查找数k,作为范围内要被查找的数字。
3. int mid = (left + right) / 2;这句是折半查找的核心语句,作用就是计算两边元素之和除2(为中间元素)与要查找的元素做对比,进而确定查找数的范围。
4.if (arr[mid] > k)表示情况一:求出的中间数若>要查找的数,就将右下标移位到mid的左边一位,直接消去其中一半,之后再求出左下标与更新的右下标的中间元素,更新出新的范围,再与要找元素重新进行对比。
5.else if (arr[mid] < k)表示情况二:求出的中间数若 <要查找的数,就将左下标移位到mid的右边一位,直接消去其中一半,之后再求出左下标与更新的右下标的中间元素,更新出新的范围,再与要找元素重新进行对比。
6.else表示情况三:若恰好相等,则直接跳出循环,printf打印输出。
7.if (left > right)表示情况四:找不到。
函数版:优化了一下
#include<stdio.h>
#include<String.h>
int test(int arr[], int sz, int k) {int left = 0;int right = sz - 1;while (left <= right){int mid = (left + right) / 2;if (arr[mid] > k)right = mid - 1;else if (arr[mid] < k)left = mid + 1;elsereturn mid;}if (left > right)//情况四:找不到return -1;}int main() {int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//下标:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9int k = 0;scanf("%d", &k);int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int ret = test(arr, sz, k);if (ret == -1) {printf("未找到该元素,该元素不存在!\n");}else {printf("找到了,该元素下标处于:%d的位置", ret);}return 0;
}
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