C++中的二分查找算法
2023-07-05 11:06:08
深夜i
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C++
二分查找算法
查找
数组
分治思想
二分查找是一种高效的查找算法，在C++编程中经常用到。它被广泛应用于需要快速查找特定元素的情况，特别是当数据集合非常大时。
二分查找的原理是将待查元素与数据集中间元素进行比较，根据中间元素的大小关系，将待查元素所在的集合缩小一半。这个过程重复进行，直到找到目标元素或者判定目标元素不存在为止。
C++中的二分查找实现比较简单，代码如下：
int binary_search(int arr[], int n, int target)
{
int left = 0, right = n - 1;
while(left <= right)
{
int mid = left + (right - left) / 2;
if(arr[mid] == target) return mid;
else if(arr[mid] < target) left = mid + 1;
else right = mid - 1;
}
return -1;
}
这段代码用了一个while循环，不停地将数组二分查找，直到找到目标元素或判定不存在。在每一步中，程序计算当前数组的中间位置mid，然后将目标元素与中间元素arr[mid]比较。如果相等，程序返回mid。否则，如果目标元素比arr[mid]大，则可以判定其所在区间的左端点left为mid+1，继续进行查找。相反，如果目标元素比arr[mid]小，则可以判定其所在区间的右端点right为mid-1，继续进行查找。
需要注意的是，该算法的前提是待查找的数组必须是有序的，否则结果将是不可预料的。同时，如果目标元素不存在于数组中，在最后的return -1语句处会返回一个-1。
总的来说，二分查找是一种非常高效的算法，但是它要求我们先对待查找的数组进行排序。如果排序的成本很高，那么使用二分查找算法就不是很划算。另外，在实践中，我们还需要考虑到数据集中可能存在的重复元素，如何处理这些元素也是一个非常重要的问题。
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