二分法计算

本文介绍了二分法查找算法,适用于大规模有序数据。当给定值n时,算法通过不断比较中间元素来缩小搜索范围。在循环中,如果n小于中间元素,搜索左半部分;反之,搜索右半部分。最终找到n的位置或确认找不到n。代码示例展示了如何在一个已排序数组中使用二分法查找特定数值的索引。

典型算法:
算法:当数据量很大适宜采用该方法。采用二分法查找时,数据需是排好序的。
基本思想:假设数据是按升序排序的,对于给定值n,从序列的中间位置mid开始比较,
如果当前位置arr[mid]值等于n,则查找成功;
若n小于当前位置值arr[mid],则在数列的前半段中查找,arr[left,mid-1];
若n大于当前位置值arr[mid],则在数列的后半段中继续查找arr[left+1,right],

代码思路

以函数形式进行,在一个数组中寻找一个数是第几个,二分法进行每次取一半进行比较。

1.可以采用while循环while (left < right),当左边的数大于右边的数时,循环停止(因为在循环中最右边的数会被中间数减一赋值或者最左边的数会被中间数加一赋值)。

2.if (n < arr[mid])
  {
   right = mid - 1;
  }

else if (n>arr[mid])
  {
   left = mid + 1;
  }

这两个代码将输入的n与数组中间的数进行比较然后再为下一次比较做准备

3.else
  {
   printf("找到了是: %d\n", mid);
   break;
  }
 }
 if (left > right)
 {
  printf("找不到了");
 }

找到n或者未找到n的输出形式

注:2 3 都是在while循环内进行


 

void Er_fen(int arr[], int sz,int n)
{
 int left = 0;
 int right = sz - 1;
 while (left < right)//左边的数大于右边的数循环终止
 {
  int mid = (left + right) / 2;//int型  求出的是整数,不是小数
  //要找的数在中点左边
  if (n < arr[mid])
  {
   right = mid - 1;
  }
  //要找的数在中点右边
  else if (n>arr[mid])
  {
   left = mid + 1;
  }
  //否则找到了,直接跳出
  else
  {
   printf("找到了是: %d\n", mid);
   break;
  }
 }
 if (left > right)
 {
  printf("找不到了");
 }
}

### 二分法在C语言中实现数字开方的算法 二分法是一种高效的搜索方法,适用于求解非线性方程的近似解。在计算一个数的平方根时,可以通过不断缩小区间来逼近真实值,直到满足指定的精度要求为止。 #### 基本思路 1. 设置初始区间 `[left, right]`,其中 `left = 0`,`right = x`。 2. 计算区间的中点 `mid = (left + right) / 2`。 3. 判断 `mid * mid` 与 `x` 的关系: - 如果 `mid * mid > x`,说明当前值大于平方根,需要将右边界调整为 `mid`。 - 如果 `mid * mid < x`,说明当前值小于平方根,需要将左边界调整为 `mid`。 4. 当区间的长度小于设定的精度时,停止迭代并返回当前的中点作为结果。 此方法通过不断缩小范围来逼近目标值,收敛速度快且逻辑清晰[^3]。 #### C语言代码实现 以下是一个基于二分法的C语言实现,用于计算任意非负实数的平方根,并支持用户输入和精度控制: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> // 使用二分法计算平方根 double sqrt_binary(double x, double precision) { if (x < 0) { printf("负数没有实数平方根。\n"); return -1; } if (x == 0 || x == 1) { return x; // 特殊情况直接返回 } double left = 0.0; double right = x; double mid; while ((right - left) > precision) { mid = (left + right) / 2.0; if (mid * mid > x) { right = mid; // 缩小右边界 } else { left = mid; // 缩小左边界 } } return (left + right) / 2.0; // 返回最终的近似值 } int main() { double x, precision; printf("请输入一个非负实数和精度(例如:2 0.00001): "); scanf("%lf %lf", &x, &precision); if (x < 0) { printf("无法计算负数的平方根。\n"); return 1; } double result = sqrt_binary(x, precision); printf("计算得到的平方根为: %.8f\n", result); return 0; } ``` #### 算法特点分析 - **适用性**:适用于所有非负实数,包括整数和浮点数。 - **收敛速度**:每次迭代都将误差范围减半,因此具有较快的收敛速度。 - **稳定性**:由于采用的是简单的二分逻辑,算法不易出错且易于调试。 - **精度控制**:用户可以自定义精度要求,如 `0.00001` 或更小以获得更高的精确度[^3]。 #### 注意事项 - 在处理非常大的数值时,需要注意浮点数溢出问题。 - 对于更高精度的需求,可以结合牛顿迭代法进行优化。 - 该算法不适用于复数域的平方根计算
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