二分查找


1.二分查找的定义

二分查找也称折半查找(Binary Search),它是一种效率较高的查找方法。

折半查找要求线性表必须采用顺序存储结构,而且表中元素按关键字有序排列

2.查找的过程

(1)假设表中元素是按升序排列,将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较,如果两者相等,则查找成功;

(2)否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表,如果中间位置记录的关键字大于查找关键字,则进一步查找前一子表,否则进一步查找后一子表。

(3)重复以上过程,直到找到满足条件的记录,使查找成功,或直到子表不存在为止,此时查找不成功。

 3.代码实现

(1)C和C++代码(C和C++的语法基本相同)

循环实现之第一种
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 int BinSearch(SeqList *R,int n,KeyType K) {     //在有序表R[0..n-1]中进行二分查找,成功时返回结点的位置,失败时返回-1     int low=0,high=n-1,mid;     //置当前查找区间上、下界的初值     while(low<=high)     {         if(R[low].key==K)             return low;         if(R[high].key==k)             return high;          //当前查找区间R[low..high]非空         mid=low+(high-low)/2;             /*使用(low+high)/2会有整数溢出的问题             (问题会出现在当low+high的结果大于表达式结果类型所能表示的最大值时,                 这样,产生溢出后再/2是不会产生正确结果的,而low+((high-low)/2)                 不存在这个问题*/         if(R[mid].key==K)           return mid;             //查找成功返回         if(R[mid].key           low=mid+1;              //继续在R[mid+1..high]中查找         else           high=mid-1;             //继续在R[low..mid-1]中查找     }     if(low>high)         return -1;//当low>high时表示所查找区间内没有结果,查找失败 }
循环实现之第二种
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 int bsearchWithoutRecursion(int array[],int low,int high,int target) {     while(low<=high)         {             int mid=low+(high-low)/2;//还是溢出问题             if(array[mid]>target)                 high=mid-1;             else if(array[mid]             low=mid+1;             else                 return mid;         }     return-1; }
循环实现之第三种
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 int binSearch(const int *Array,int start,int end,int key) {         int left,right;         int mid;         left=start;         right=end;         while(left<=right)                       {                     mid=left+(right-left)/2;//还是溢出问题                     if(key==Array[mid])  return mid;                     else if(key                     else if(key>Array[mid]) left=mid+1;                           }         return -1; }
递归实现(可直接编译)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 #include using namespace std; int a[100]={1,2,3,5,12,12,12,15,29,55};//数组中的数(由小到大) int k;//要找的数字 int found(int x,int y) {     int m=x+(y-x)/2;     if(x>y)//查找完毕没有找到答案,返回-1         return -1;     else     {         if(a[m]==k)             return m;//找到!返回位置.         else if(a[m]>k)             return found(x,m-1);//找左边          else             return found(m+1,y);//找右边     } } int main()     {         cin>>k;//输入要找的数字c语言把cin换为scanf即可         cout<//从数组a[0]到a[9]c语言把cout换为printf即可         return 0;     }
(2)Java
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 public static int binarySearch(Integer[] srcArray, int des) {     //定义初始最小、最大索引     int start = 0;     int end = srcArray.length - 1;     //确保不会出现重复查找,越界     while (start <= end) {         //计算出中间索引值         int middle = (end + start)>>>1 ;//防止溢出         if (des == srcArray[middle]) {             return middle;         //判断下限         else if (des < srcArray[middle]) {             end = middle - 1;         //判断上限         else {             start = middle + 1;         }     }     //若没有,则返回-1     return -1; }