c语言实现二分搜索算法

二分搜索针对有序的数组，每次和中间元素比较，如果相等则直接返回，如果不相等则搜索范围可以减半。二分法可以将复杂度从 Ο(n) 降到 Ο(log n)。 本来以为二分法很简单，半分钟搞定，但写起来尼玛才发现不是这里有点问题，就是那里有问题。

针对整数的二分搜索

直接上代码：

1. int binary_search(int data[], int n, int x)
2. {
3. if(n <= 0 || x < data[0] || x > data[n-1]){
4. return -1;
5. }
6. int left = 0, right = n-1;
7. int middle;
9. while(left <= right){
10. middle = (left + right)/2;
11. if(x == data[middle]){
12. return middle;
13. }else if(x > data[middle]){
14. left = middle + 1;
15. }else{
16. right = middle - 1;
17. }
18. }
19. return -1;
20. }

上面假定的 data 是按升序排列。

通用的二分搜索算法

1. #include
2. #include
4. int binary_search(void *data, int n, int size, void *ele, int(*cmp)(void*, void*))
5. {
6. if(n <= 0 || (*cmp)(ele, data) < 0 || (*cmp)(data+(n-1)*size, ele) < 0){
7. return -1;
8. }
9. int left = 0, right = n-1;
10. int middle;
12. while(left <= right){
13. middle = (left + right)/2;
14. if((*cmp)(ele, data+size*middle) == 0){
15. return middle;
16. }else if((*cmp)(data+size*middle, ele) < 0){
17. left = middle + 1;
18. }else{
19. right = middle - 1;
20. }
21. }
22. return -1;
23. }
25. int cmp_int(void *a, void *b){
26. return *(int*)a - *(int*)b;
27. }
29. int main()
30. {
31. int data[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
32. int x = 3;
34. int index = binary_search(data, 10, sizeof(int), &x, cmp_int);
35. printf("%d\n", index); // 2
37. return 0;
38. }

通用的版本有些奇葩，多处用到 void*， 这是 c 的常用伎俩。如果使用 c++ 模板的话也会好很多。

标准库算法

c 的 stdlib.h 头文件提供了一个二分搜索函数： void *bsearch(const void *key, const void *base, size_t nmem, size_t size, int (*comp)(const void *, const void *)); 和上面的原型大体一样，只是顺序不同而已。

c++ 的二分搜索：bool binary_search (ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& val);