news 2026/1/2 8:28:14

二分查找:高效搜索算法详解

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张小明

前端开发工程师

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二分查找:高效搜索算法详解

二分查找的定义:

高效的搜索算法,核心每次搜索将目标值范围缩小一半,逐近逼近目标值,算法的时间复杂度缩小到O(logn)也叫做折半查找算法

用法:

必须在有序的数组有序的区间内,我们想要找到一个目标值targe,首先查询中间的下标,如果小于目标值:升序就向上对半找,找到大于或者等于目标值,降序反之,大于也是同一个算法。

例如我们的目标值是4,首先第一个判定的是mid值7,然后7>4,因为降序就查找left——mid/2的值一般为向下取整(left+(mid-left)/2),为3<4,然后在对半,找到4。

运用:

有序数组中的元素查找:eg在一个升序的数组中查找目标值是否存在,找到一个目标值的下标或者判断插入位置。

查找边界问题:

  • 找到数组中第一个大于等于目标值的位置。

  • 找到数组中最后一个小于等于目标值的位置。

  • 处理重复元素时,确定目标值的起始位置和结束位置

动态问题

在动态数据结构中,二分查找可以结合其他算法使用,例如:

  • 在动态更新的有序数组中快速查找目标值。

  • 数据库索引的实现中,二分查找用于加速检索。

注意事项:

  • 数组必须有序:二分查找只能在有序数组或区间中使用。

  • 边界条件:需要正确处理左右边界,避免死循环。

  • 单调性:问题的解需要具有单调性,才能通过二分查找优化。

核心函数:

首先我们要确定好我们的返回值,因为要查找下标也好查找targe也好,是一个整形int(当然你也可以为指针double嘛根据自己的需求的)我们这里的话函数名就设置为binarySearch。参数就是我们的数组arr[],len,targe//用len,来传入我们的最后一位元素的下标嘛len-1,最右边,最左就是0。

// 二分查找:有序升序数组,返回目标值下标,未找到返回-1 int binarySearch(int arr[], int len, int target) { int left = 0; // 左边界 int right = len - 1; // 右边界(闭区间 [left, right]) while (left <= right) { // 循环条件:闭区间不为空 int mid = left + (right - left) / 2; // 计算中间下标(避免溢出) if (arr[mid] == target) { return mid; // 找到目标,返回下标 } else if (arr[mid] < target) { left = mid + 1; // 目标在右半区,左边界右移 } else { right = mid - 1; // 目标在左半区,右边界左移 } } return -1; // 未找到 }

while当中我们的判断条件就是我们的判断区间不能为空,中级的mid算法跟我上面的一样的,中该中间的判断就是,是目标值,在左边,在右边(只为缩小范围),有人或许会问如果有相同的targe怎么办呢,这个我们只需要,找到目标值之后,接着偏移(这个一般来说是用在找到第一个下标的目标值),下面就是我们的主函数测试代码了

主函数调试测试:

int main() { int arr[] = {1, 3, 5, 7, 9, 11}; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int target = 7; int index = binarySearch(arr, len, target); if (index != -1) { printf("目标值 %d 的下标:%d\n", target, index); } else { printf("未找到目标值\n"); } return 0; }

我们初始化一个数组,然后定义一个目标值,然后寻找,这个可以联合我们上周学习的,输入不定长整数,然后在输入一个目标值然后查询,输出下标。

非常感谢大家的观看和支持,这周的话我会学习和做一个小项目链表的通讯录管理(可能要打稿)

这个里面就包含我们前面所学的,进阶指针,堆的内存,和栈的内存,链表,我们的二叉树,这个做完之后,我回去接着发布一些学习内容,关于linux和io文件的一些基础和学习,希望大家能喜欢。相互学习QQ群号:238038904

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