C++中的二分查找


二分查找是一种通过反复将已排序数组减半来查找所需元素的方法。

此方法从整个数组开始。然后将其减半。如果所需数据值大于数组中间的元素,则考虑数组的上半部分。否则,考虑下半部分。持续进行此操作,直到获得所需数据值或剩余数组为空。

下面给出了一个演示C++中二分查找的程序。

示例

 在线演示

#include
using namespace std;
int binarySearch(int arr[], int p, int r, int num) {
   if (p <= r) {
      int mid = (p + r)/2;
      if (arr[mid] == num)
         return mid ;
      if (arr[mid] > num)
         return binarySearch(arr, p, mid-1, num);
      if (arr[mid] < num)
         return binarySearch(arr, mid+1, r, num);
   }
   return -1;
}
int main(void) {
   int arr[] = {1, 3, 7, 15, 18, 20, 25, 33, 36, 40};
   int n = sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]);
   int num;
   cout << "Enter the number to search: \n";
   cin >> num;
   int index = binarySearch (arr, 0, n-1, num);
   if(index == -1){
      cout<< num <<" is not present in the array";
   }else{
      cout<< num <<" is present at index "<< index <<" in the array";
   }
   return 0;
}

输出

Enter the numberto search
20
20 is present at index 5 in the array

在上面的程序中,`binarySearch()`是一个递归函数,用于使用二分查找在数组中查找所需元素。该函数将数组、其下界和上界以及要查找的数字作为参数。如下所示。

int binarySearch(int arr[], int p, int r, int num)

然后计算数组的中点。如果中点的值等于num,则返回它。如果值大于num,则数组将自身递归调用,下界为p,上界为mid-1。如果值小于num,则数组将自身递归调用,下界为mid+1,上界为r。这可以通过以下代码片段看到。

int binarySearch(int arr[], int p, int r, int num) {
   if (p <= r) {
      int mid = (p + r)/2;
      if (arr[mid] == num)
         return mid ;
      if (arr[mid] > num)
         return binarySearch(arr, p, mid-1, num);
      if (arr[mid] < num)
         return binarySearch(arr, mid+1, r, num);
   }
   return -1;
}

在`main()`函数中,定义了数组`arr[]`。计算数组的大小并指定要查找的数字。然后调用`binarySearch()`来查找数字的索引。如果`binarySearch()`返回的值为-1,则该数字不在数组中。否则,返回索引值。如下所示。

int main(void) {
   int arr[] = {1, 3, 7, 15, 18, 20, 25, 33, 36, 40};
   int n = sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]);
   int num = 33;
   int index = binarySearch (arr, 0, n-1, num);
   if(index == -1)
      cout<< num <<" is not present in the array";
   else
      cout<< num <<" is present at index "<< index <<" in the array";
   return 0;
}

更新于:2021年6月28日

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