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二分查找

二分查找分为3个流程:

  • 一开始,范围覆盖整个数组。
  • 将数组的中间项与T进行比较,如果T比数组的中间项要小,则到数组的前半部分继续查找,反之,则到数组的后半部分继续查找。
  • 如此,每次查找可以排除一半元素,范围缩小一半。就这样反复比较,反复缩小范围,最终就会在数组中找到T,或者确定原以为T所在的范围实际为空。

具体实现:

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int BinarySearch(int array[], int n, int value)
{
int left = 0;
int right = n - 1;
//如果这里是int right = n 的话,那么下面有两处地方需要修改,以保证一一对应:
//1、下面循环的条件则是while(left < right)
//2、循环内当 array[middle] > value 的时候,right = mid

while (left <= right) //循环条件,适时而变
{
int middle = left + ((right - left) >> 1); //防止溢出,移位也更高效。同时,每次循环都需要更新。

if (array[middle] > value)
{
right = middle - 1; //right赋值,适时而变
}
else if(array[middle] < value)
{
left = middle + 1;
}
else
return middle;
//可能会有读者认为刚开始时就要判断相等,但毕竟数组中不相等的情况更多
//如果每次循环都判断一下是否相等,将耗费时间
}
return -1;
}

注意:

  • 如果令 left <= right,则right = middle - 1;
  • 如果令left < right,则 right = middle;

即算法所操作的区间,是左闭右开区间,还是左闭右闭区间,这个区间,需要在循环初始化。且在循环体是否终止的判断中,以及每次修改left, right区间值这三个地方保持一致,否则就可能出错。