阅读量:0
目录
一、什么是二分查找
二分查找（又叫折半查找）是一种查找算法，它能使查找的速度更快，但要求查找的序列必须有序。
如果我们按顺序在一个序列中查找一个数，当这个数在靠前的位置，查找的速度还好；那么当这个数在很靠后的位置呢？甚至是一个很长的数组，要查找的数是最后一个元素，这种情况下查找的速度就很慢了。因此我们需要用更优的二分查找算法。
二、算法思想
2.1、概述
记录数组的三个位置：low、high、mid分别记录当前查找的数组子集的起始位置、结束位置、中间位置。当前数组子集的mid = (low + high) / 2，注意：C语言中整型数相除，结果会舍去小数部分。
每次将要查找的数key与mid位置的数比较：如果key大于mid位置的数，说明key是在数组右半子集的范围里，那么更新子集的范围，low更新为mid+1；如果key小于mid位置的数，说明key是在数组左半子集的范围里，那么更新子集的范围，high更新为mid - 1。
重复上述的过程，直到查找到key，或者low大于high（key没在数组中）结束。
2.2、举例
有序数组如下，并标记三个位置：
（1）查找3（数组里面存在的数）
第一趟：3比5小
第二趟：3比2大
第三趟：3等于mid位置的数3，查找成功。
（2）查找12（数组里面不存在的数）
第一趟：12比5大
第二趟：12比8大
第三趟：12比9大
第四趟：12比10大
low比high大，结束，查找失败。
三、代码实现
代码中使用sizeof计算len的方法，不懂的看这篇文章的“sizeof计算数组的长度”这一部分：http://t.csdnimg.cn/wt5LY；不懂while里EOF用法的看这篇文章的“scanf的返回值”部分：http://t.csdnimg.cn/80wMT。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include<stdio.h> int main() { int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 }; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); //数组的长度 int low, high, mid, key; while(scanf("%d", &key) != EOF){ // 控制查找多次 low = 0; high = len - 1; while (low <= high) { mid = (low + high) / 2; if (key > arr[mid]) low = mid + 1; else if (key < arr[mid]) high = mid - 1; else { printf("查找成功，在下标%d处\n", mid); break; } } if (low > high) printf("查找失败\n"); } return 0; }运行结果：
四、计算mid公式的优化
当数组很长时，low、high很可能是一个很大的数，这时候会出现一些问题。用Everthing软件查看一下<limits.h>头文件里的INT_MAX的值为2147483647，假如把low和high都初始化为2147483646，看看有什么结果：
会发现结果跟我们预期的不一样，这是因为数值超过了int类型的长度，发生了溢出（暂且不深入了解是什么原理）。所以需要优化mid的计算方法，如下图所示：
我们可以把长的与短的做差，再将这个差除以2，最后将这一半补到短的上面，就可以避免加法造成溢出了。因此可以将mid计算公式优化为mid = low + (high - low) / 2。再运行看看：
得到了正确的结果。
有人会想，为什么不直接用mid = low / 2 + high / 2呢？因为整除是会舍去小数部分的，两次分别做除法，舍去的小数部分可能更多，误差就更大了。比如3 / 2 + 5 / 2 = 3 ；而(3 + 5) / 2 = 4，两者结果并不一样。
