Binary-Search-001

最新推荐文章于 2021-07-11 08:34:29 发布

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本文深入探讨了二分查找算法的两种实现方式：非递归与递归，并通过大量测试数据对比了它们的执行效率。实验结果显示，在相同条件下，非递归版本的二分查找在运行速度上优于递归版本。

main.cpp

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <ctime>

using namespace std;

// 二分查找法,在有序数组arr中,查找target
// 如果找到target,返回相应的索引index
// 如果没有找到target,返回-1
template<typename T>
int binarySearch(T arr[], int n, T target){

    // 在arr[l...r]之中查找target
    int l = 0, r = n-1;
    while( l <= r ){

        //int mid = (l + r)/2;
        int mid = l + (r-l)/2;
        if( arr[mid] == target )
            return mid;

        if( arr[mid] > target )
            r = mid - 1;
        else
            l = mid + 1;
    }

    return -1;
}


// 用递归的方式写二分查找法
template<typename T>
int __binarySearch2(T arr[], int l, int r, T target){

    if( l > r )
        return -1;

    int mid = (l+r)/2;
    if( arr[mid] == target )
        return mid;
    else if( arr[mid] > target )
        return __binarySearch2(arr, 0, mid-1, target);
    else
        return __binarySearch2(arr, mid+1, r, target);

}

template<typename T>
int binarySearch2(T arr[], int n, T target){

    return __binarySearch2( arr , 0 , n-1, target);
}

int main() {

    int n = 1000000;
    int* a = new int[n];
    for( int i = 0 ; i < n ; i ++ )
        a[i] = i;

    // 测试非递归二分查找法
    clock_t startTime = clock();
    for( int i = 0 ; i < 2*n ; i ++ ){
        int v = binarySearch(a, n, i);
        if( i < n )
            assert( v == i );
        else
            assert( v == -1 );
    }
    clock_t endTime = clock();
    cout << "Binary Search (Without Recursion): " << double(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC << " s"<<endl;

    // 测试递归的二分查找法
    startTime = clock();
    for( int i = 0 ; i < 2*n ; i ++ ){
        int v = binarySearch2(a, n, i);
        if( i < n )
            assert( v == i );
        else
            assert( v == -1 );
    }
    endTime = clock();
    cout << "Binary Search (Recursion): " << double(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC << " s"<<endl;


    delete[] a;

    return 0;
}