各位看官们,大家好,上一回中咱们说的是顺序查找的例子,这一回咱们说的例子是:二分查找。闲话休提,言归正转。让我们一起talk C栗子吧!
看官们,我们在上一回中说了查找的相关内容,并且介绍了一种查找方法:顺序查找。大家还记得吗?台下有看官说:记得呢。我刚想表扬一下这位看官,但是话还没有出口,这看官就又说了:就是不知道哪个人最后找到钥匙没有。我什么表扬的话也没有说,大声吆喝道:“这一回中,我给大家介绍一种新的查找方法:二分查找法。或者叫折半查找法也可以。”
在介绍二分查找法之前,我们还遵守上一回中约定的前提条件:查找的范围限定为某些容器,这些容器就是我们前面说过的链表,栈,队列 。查找的内容就是这些容器中的某个元素。二分查找法就是先确定查找内容在容器中的查找区间,然后逐步缩小查找区间,直到区间中为空(也就是区间中没有元素)。在查找过程中比较查找的内容与容器中的元素,如果查找的内容与容器中的某个元素相同,那么表示已经从容器中查找到想要的内容了。我们可以称其为:查找成功。如果查找的内容与容器中的所有元素都不相同,那么表示容器中没有我们想要查找的内容。我们可以称其为:查找失败。
在使用二分查找法之前,我们需要确保容器中的元素是有序的,比如容器中的元素按照从小到大的顺序存放。只有确保容器中的元素有序,才能确定查找区间。接下来我们说说二分查找法的实现步骤。
- 1.首先确定查找区间。第一次查找时把整个容器定义为查找区间。第一次以后查找时查找区间会变化;
- 2.拿出位于容器中间的元素,让它与我们想要查找的内容进行比较。如果二者相等,那么查找成功。这时 可以停止查找了。如果二者不相等,那么进入下一步;
- 3.如果容器中间的元素比我们想要查找的内容大,那么把容器中间到容器结尾这部分区间定为新的查找区 间。然后回到步骤1中,继续进行查找;
- 4.如果容器中间的元素比我们想要查找的内容小,那么把容器开始到容器中间这部分区间定为新的查找区 间。然后回到步骤1中,继续进行查找;
- 5.重复步骤1到步骤4,直到查找的区间变空时停止查找。
- 6.确定停止查找的原因,如果是在步骤2中停止的查找,那么我们可以说查找成功。如果是在步骤5中停止 的查找,那么我们可以说查找失败。
大家可以看到,在查找过程中,没有划分为查找区间中的容器空间,我们不再需要去这些空间中查找,这 样可以节省查找时间。而且整个查找过程中,我们在不断地缩小查找区间,因此节省的时间是相当可以观 的,当容器很大时,更能体现出来。
二分查找法与我们前一回说的顺序查找法相比较而言,效率要高。因此在程序中经常使用该方法去查找需要的内容。当然了,如果查找的容器比较小,使用二分查找法时,还需要给容器中的元素进行排序,这也需要消耗时间的,排序时间再加上二分查找时间估计比顺序查找的时间还有长一些。所以在小容器中查找内容时,使用简单的顺序查找方法就可以了,正所谓杀鸡焉用牛刀。如果查找的窗口比较大,那么最好还是使用二分查找法,不然使用顺序查找那把”小刀“,不知道猴年马月才能杀掉一头”大牛“。
看官们,详细的代码如下所示,请大家参考:
1 /* **************************
2 * Source file of Binary Search
3 * *************************/
4
5 #include<stdio.h>
6
7 #define SUCCESS 0
8 #define FAILE 1
9
10 #define SIZE 10 //容器大小定义为10
11
12 typedef int Elmt; //把int当作容器中元素的类型,实际中可以使用其它的类型或者自己定义一个元素类型
13
14 //二分查找函数,头文件的内容比较简单,因此把头文件和源文件放在一起
15 int BinSearch(Elmt* a,int size,Elmt e)
16 {
17 int i =0;
18 int low,mid,high;
19 int flag = 0;
20
21 if(NULL == a)
22 return FAILE;
23
24 low = 0;
25 high = size;
26 mid = (high + low)/2;
27
28 if(*(a+low)==e)
29 return SUCCESS;
30
31 if(*(a+high-1)==e)
32 return SUCCESS;
33
34 while(low<=high)
35 {
36 if(*(a+mid)>e)
37 {
38 high= mid-1;
39 mid = (high + low)/2;
40 }
41 else if(*(a+mid)<e)
42 {
43 low = mid+1;
44 mid = (high + low)/2;
45 }
46 else
47 {
48 flag = 1;
49 break;
50 }
51 }
52
53 if(1 == flag)
54 {
55 flag = 0;
56 return SUCCESS;
57 }
58 else
59 return FAILE;
60
61 }
62
63 int main()
64 {
65 int i= 0;
66 int f = 0; //想要查找的内容
67 Elmt array[SIZE] = {0}; //简单起见,使用数组做为容器
68
69 while(i++ < SIZE) //初始化容器
70 array[i-1] = i;
71
72 printf("the elmt of array is : ");
73 i=0;
74 while(i < SIZE)
75 printf("%d ",array[i++]);
76 printf(" \n");
77
78 f = 3; //确定想要查找的内容
79 //f = 59; //确定想要查找的内容
80 if(!BinSearch(array,SIZE,f))
81 printf("%d is found in array\n",f);
82 else
83 printf("%d is not found in array\n",f);
84
85 return SUCCESS;
86 }
看官们,其实我们在日常生也使用过二分查找法,只是没有太在意而已。为了大家理解容易,我们举个日 常生活中的例子,该例子还是上一回结尾时的例子:小明回家时需要使用钥匙开门,这时就去衣服口袋里 找,这便是在确定查找区间。小明穿的是T恤,没有口袋,所以他就去裤子的口袋里找,这便缩小查找区 间,同时也指定了新的查找区间;裤子上的口袋都找遍了,还是没有找到钥匙。我的钥匙去哪儿了?这还 用问,肯定是丢了呀。哈哈!
各位看官,关于二分查找的例子咱们就说到这里。欲知后面还有什么例子,且听下回分解。