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C 语言二分查找算法代码
一、引言
在数据处理中,查找是一项常见且重要的操作。二分查找(折半查找)是一种高效的查找算法,它要求被查找的数据必须是有序的。通过不断将查找范围缩小一半,二分查找能够在较短的时间内找到目标元素。本文将对一段用 C 语言实现二分查找的代码。
二、代码整体功能概述
这段 C 语言代码实现了二分查找算法,用于在一个有序的整数数组中查找指定元素的位置。代码由两个主要部分组成:search
函数负责实现二分查找的具体逻辑,main
函数负责初始化数组、获取用户输入的目标元素,并调用search
函数进行查找,最后根据查找结果输出相应的信息。
三、代码详细分析
1. 头文件包含
#include <stdio.h>
引入标准输入输出库,为后续使用scanf
函数获取用户输入以及printf
函数输出查找结果提供支持。
2. search
函数
int search(int ch[], int x, int s)
{
int left = 0;
int right = s - 1;
while (left <= right) {
int mid = (left + right) / 2;
if (ch[mid] > x) {
right = mid;
right--;
}
else if (ch[mid] < x) {
left = mid;
left++;
}
else if (ch[mid] == x) {
return mid;
}
}
if (left > right) {
return -1;
}
}
- 参数说明:
search
函数接受三个参数,ch[]
是待查找的有序整数数组,x
是要查找的目标元素,s
是数组的元素个数。 - 变量初始化:
left
初始化为 0,表示查找范围的左边界;right
初始化为s - 1
,表示查找范围的右边界。 - 二分查找循环:使用
while
循环,只要left
小于等于right
,就继续查找。在每次循环中,计算中间位置mid
,即(left + right) / 2
。- 目标元素小于中间元素:如果
ch[mid] > x
,说明目标元素在左半部分,更新right
为mid - 1
,缩小查找范围到左半部分。 - 目标元素大于中间元素:如果
ch[mid] < x
,说明目标元素在右半部分,更新left
为mid + 1
,缩小查找范围到右半部分。 - 目标元素等于中间元素:如果
ch[mid] == x
,说明找到了目标元素,返回中间位置mid
。
- 目标元素小于中间元素:如果
- 查找失败处理:当
left > right
时,说明查找范围为空,即没有找到目标元素,返回 -1。
3. main
函数
int main() {
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
int k;
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
scanf("%d", &k);
int ret = search(arr, k, sz);
if (ret == -1) {
printf("没找到\n");
}
else
printf("下标是%d\n", ret);
return 0;
}
- 数组初始化:定义一个有序整数数组
arr
,包含 1 到 9 的整数。 - 获取用户输入:定义变量
k
用于存储用户输入的目标元素,使用scanf
函数获取用户输入。 - 计算数组元素个数:通过
sizeof(arr) / sizeof(arr[0])
计算数组arr
的元素个数,并存储在变量sz
中。 - 调用查找函数:调用
search
函数进行查找,将数组arr
、目标元素k
和数组元素个数sz
作为参数传递给search
函数,并将返回结果存储在变量ret
中。 - 输出查找结果:根据
ret
的值判断是否找到目标元素。如果ret
等于 -1,说明没找到,输出 “没找到”;否则,输出目标元素的下标。
四、总结
这段代码通过search
函数实现了二分查找算法,在main
函数中完成数组初始化、用户输入获取和查找结果输出。二分查找算法的时间复杂度为O(logn),在处理大规模有序数据时具有较高的效率。