二分法查找(递归和非递归)

本文介绍了如何使用二分法在已排序的字符串列表中进行高效查找,并提供了两种实现方式:迭代法和递归法。首先对列表进行排序,然后通过二分法定位目标字符串的位置。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

二分法的前提是:集合中的元素是按一定规则排序的。

对List中的String排序,以及二分法实现示例:

package test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

public class TestBinarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list= new ArrayList<String>();
        list.add("b");
        list.add("a");
        list.add("d");
        list.add("c");
        list.add("e");
        //先将list内容排序(二分法前提)
        Collections.sort(list);
        //打印输出,结果:[a, b, c, d, e]
        System.out.println(list);
        System.out.println("index="+BinarySearchTest(list,"c"));
        System.out.println("index="+RecursionBinarySearch(list,"c",0,list.size()-1));

    }

    //普通二分法查找
    public static int BinarySearchTest(ArrayList<String> list,String key){
        int min,max,mid;
        min = 0;
        max = list.size()-1;
        while(max>min){
            mid = (min+max)/2;
            int num = key.compareTo(list.get(mid));
            if(num > 0)
                min = mid + 1;
            else if(num < 0)
                max = mid - 1;
            else
                return mid;
        }
        return -1;
    }

    //递归二分法
    public static int RecursionBinarySearch(ArrayList<String> list,String key,int min,int max){
        if(max<min)
            return -1;
        int mid = (min+max)/2;
        int num = key.compareTo(list.get(mid));
        if(num > 0)
            return RecursionBinarySearch(list,key,mid+1,max);
        else if(num < 0)
            return RecursionBinarySearch(list,key,min,mid-1);
        else 
            return mid;
    }
}

在C语言中,非递归的二分查找通常通过循环结构实现,而不是通过函数的自身调用。这个算法的基本思想是在有序数组中查找特定元素,每次都将搜索范围减半。以下是步骤: 1. 初始化两个指针,`low`表示数组的开始索引,`high`表示结束索引。 2. 当`low`小于等于`high`时,执行循环: a. 计算中间索引 `mid` = (`low` + `high`) / 2。 b. 检查中间元素是否就是目标值: - 如果相等,返回 `mid` 作为找到的位置。 - 如果目标值小于中间元素,将`high`设置为 `mid - 1`,因为目标值应该在左半部分。 - 否则,将`low`设置为 `mid + 1`,因为目标值应该在右半部分。 3. 如果遍历完整个区间都没有找到目标值,说明目标不在数组中,返回-1。 以下是一个简单的C语言非递归二分查找的示例: ```c #include <stdio.h> // 定义二分查找函数,返回目标值的索引,若不存在返回-1 int binary_search(int arr[], int target, int low, int high) { while (low <= high) { int mid = low + (high - low) / 2; if (arr[mid] == target) return mid; else if (arr[mid] > target) high = mid - 1; // 目标在左半部分 else low = mid + 1; // 目标在右半部分 } return -1; // 目标未找到 } int main() { int arr[] = {1, 3, 5, 7, 9, 11}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int target = 7; int result = binary_search(arr, target, 0, n - 1); if (result != -1) printf("Element found at index %d\n", result); else printf("Element not found in the array.\n"); return 0; } ```
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