二分法查找(BinarySearch)

说明
如果搜寻的数列已经有排序,应该尽量利用它们已排序的特性,以减少搜寻比对的次数,这是搜寻的基本原则,二分搜寻法是这个基本原则的代表。

方法
在二分搜寻法中,从数列的中间开始搜寻,如果这个数小于我们所搜寻的数,由于数列已排序,则该数左边的数一定都小于要搜寻的对象,所以无需浪费时间在左边的数;如果搜寻的数大于所搜寻的对象,则右边的数无需再搜寻,直接搜寻左边的数。

所以在二分搜寻法中,将数列不断的分为两个部份,每次从分割的部份中取中间数比对,例如要搜寻92于以下的数列,首先中间数索引为(0+9)/2 = 4(索引由0开始):
[3 24 57 57 67 68 83 90 92 95]

由于67小于92,所以转搜寻右边的数列:
3 24 57 57 67 [68 83 90 92 95]

由于90小于92,再搜寻右边的数列,这次就找到所要的数了:
3 24 57 57 67 68 83 90 [92 95]

C代码
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <time.h> 
#define MAX 10 
#define SWAP(x,y) {int t; t = x; x = y; y = t;} 

void quickSort(int[], int, int); 
int binarySearch(int[], int); 

int main(void) { 
    srand(time(NULL)); 
    
    int number[MAX] = {0}; 

    int i;
    for(i = 0; i < MAX; i++) { 
        number[i] = rand() % 100; 
    } 

    quickSort(number, 0, MAX-1); 

    printf("数列:"); 
    for(i = 0; i < MAX; i++) 
        printf("%d ", number[i]); 

    int find;
    printf("\n输入寻找数字:"); 
    scanf("%d", &find); 

    if((i = binarySearch(number, find)) >= 0) 
        printf("找到数字于索引 %d ", i); 
    else 
        printf("\n找不到指定数"); 
    
    printf("\n"); 

    return 0; 
} 

int binarySearch(int number[], int find) { 
    int low = 0; 
    int upper = MAX - 1; 
    while(low <= upper) { 
        int mid = (low+upper) / 2; 
        if(number[mid] < find) 
            low = mid+1; 
        else if(number[mid] > find) 
            upper = mid - 1; 
        else 
            return mid; 
    } 
    return -1; 
} 

void quickSort(int number[], int left, int right) { 
    if(left < right) { 
        int s = number[(left+right)/2]; 
        int i = left - 1; 
        int j = right + 1; 

        while(1) { 
            while(number[++i] < s) ;  // 向右找 
            while(number[--j] > s) ;  // 向左找 
            if(i >= j) 
                break; 
            SWAP(number[i], number[j]); 
        } 

        quickSort(number, left, j-1);   // 对左边进行递归
        quickSort(number, j+1, right);  // 对右边进行递归
    } 
} 

转载自: http://caterpillar.onlyfun.net/Gossip/AlgorithmGossip/BinarySearch.htm


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