二分法(Binary Search)是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。其基本思想是将数组分成两部分,每次比较中间元素与目标值,根据比较结果缩小查找范围,直到找到目标值或确定其不存在为止。以下是使用C语言实现二分法的示例代码:
```c
include
// 二分法查找函数
int binarySearch(int arr[], int left, int right, int target) {
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2; // 防止溢出
if (arr[mid] == target) {
return mid; // 目标值找到,返回下标
} else if (arr[mid] < target) {
left = mid + 1; // 目标值在右半部分
} else {
right = mid - 1; // 目标值在左半部分
}
}
return -1; // 目标值不存在于数组中,返回-1
}
int main() {
int arr[] = {2, 5, 8, 12, 16, 23, 38, 56, 72, 91};
int target = 23;
int arrSize = sizeof(arr) / sizeof(arr);
int result = binarySearch(arr, 0, arrSize - 1, target);
if (result != -1) {
printf("元素在数组中的下标为: %d\n", result);
} else {
printf("元素不在数组中\n");
}
return 0;
}
```
代码解释
函数定义
`int binarySearch(int arr[], int left, int right, int target)`:该函数接受一个有序数组`arr`和目标值`target`,返回目标值在数组中的下标,如果目标值不存在,则返回-1。
循环查找
`while (left <= right)`:当左边界小于等于右边界时,继续查找。
`int mid = left + (right - left) / 2;`:计算中间下标,防止整数溢出。
`if (arr[mid] == target)`:如果中间元素等于目标值,返回中间下标。
`else if (arr[mid] < target)`:如果中间元素小于目标值,更新左边界为`mid + 1`。
`else`:如果中间元素大于目标值,更新右边界为`mid - 1`。
主函数
定义一个有序数组`arr`和目标值`target`。
计算数组的大小`arrSize`。
调用`binarySearch`函数进行查找,并根据返回值输出结果。
建议
确保数组是有序的,否则二分法无法正常工作。
在实际应用中,可以根据需要调整数组的排序方式,以提高查找效率。
二分法的时间复杂度为O(log n),在大数据量的情况下非常高效。