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C++实现二分法算法

2023-07-09 02:21:33 深夜i -- --

C++ 二分法算法实现

二分法算法是一个常用的算法，常被应用于查找、排序等领域。C++语言作为一种高级编程语言，能够快速编写二分法算法。下面我们将详细介绍如何使用C++语言实现二分法算法。

二分法算法又称为折半查找，其基本思路是将有序数组依次分为左右两部分，判断要查找的值在哪一部分中，然后继续在该部分中查找，逐步缩小查找范围，直到找到目标元素，或者确定目标元素不存在。

二分法算法使用时需要一个有序数组和要查找的元素值。根据算法思路，可以采用迭代或递归的方式实现。下面是C++代码示例，演示如何使用递归方式实现二分法算法。


int binarySearch(int arr[], int l, int r, int x)
{
  if (r >= l) {
    int mid = l + (r - l) / 2;
    if (arr[mid] == x)
      return mid;
    // 如果x比中间元素小，则继续在左侧寻找
    if (arr[mid] > x)
      return binarySearch(arr, l, mid - 1, x);
    // 如果x比中间元素大，则继续在右侧寻找
    return binarySearch(arr, mid + 1, r, x);
  }
  // 没有找到目标元素，返回-1表示不存在
  return -1;
}

上述代码中，

arr

是要查找的有序数组，

和

分别是数组的左右边界，

是要查找的元素值。如果找到了目标元素，返回该元素在数组中的下标；否则，返回-1表示该元素不存在。

对于要查找的有序数组，可以使用C++的STL库中的

sort

函数进行排序。代码示例如下：


int arr[] = 3;
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int x = 7;
// 对数组进行排序
sort(arr, arr + n);
// 使用二分法查找元素7
int result = binarySearch(arr, 0, n - 1, x);
if (result == -1)
  cout << "Element is not present in array";
else
  cout << "Element is present at index " << result;

以上代码中，

sort

函数对数组进行升序排序，然后使用

binarySearch

函数查找元素7。如果结果为-1，则表示元素不存在；否则，结果为目标元素在数组中的下标。

通过上述示例代码，我们可以看出C++语言实现二分法算法十分简单。在实际应用中，可以根据不同的情况选择使用迭代或递归方式来实现该算法。无论采用何种方式，都需要保证在使用前对有序数组进行排序。

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