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第2章 遞迴與分治策略,二分搜尋技術(查詢不成功時,返回區間位置)

當要查詢的數x不在有序陣列a中時,返回第一個大於x的數的位置或第一個小於x的數的位置

lowend,midend,highend表示查詢結束時各遊標的值,low,mid,high表示使查詢結束的最後一次操作時,各遊標的值。

查詢結束的條件是lowend>highend,由於lowend的值由mid+1得到,highend的值由mid-1得到,所以,

當lowend>highend時,lowend=highend+1。

考慮使查詢結束的最後一次操作,即使得lowend=highend+1的操作:

x>a[mid]時,lowend=mid+1使得lowend=highend

+1,所以,這時的mid=high

因為highend=high=mid,所以x>a[highend],即,a[highend]是小於x的第一個數,a[lowend]是大於x的第一個數。

x<a[mid]時,highend=mid-1使得lowend=highend+1,所以,這時的low=mid

因為lowend=low=mid,所以x<a[lowend],即,a[lowend]是大於x的第一個數,a[highend]是小於x的第一個數。

綜上所述:當要查詢的數x不在有序陣列a中時,lowend為第一個大於x的數的位置,highend為第一個小於x的數的位置。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <algorithm>

using namespace std;

#define MAXN 100

int BSearch(int a[], int low, int high, int x)
{
	while (low <= high)
	{
		int mid = (low + high) / 2;

		if (x == a[mid])
		{
			return mid;
		}
		else if (x < a[mid])
		{
			high = mid - 1;
		}
		else
		{
			low = mid + 1;
		}
	}
	//return low;				//返回第一個大於x的數的位置
	return high;				//返回第一個小於x的數的位置
}

int main(void)
{
	int n, a[MAXN];

	while (cin>>n)
	{
		int i;
		for (i = 1; i <= n; i++)
		{
			cin>>a[i];
		}

		sort(a+1, a+n+1);
		
		for (i = 1; i <= n; i++)
		{
			cout<<a[i]<<' ';
		}
		cout<<endl;

		int num;
		cin>>num;

		cout<<BSearch(a, 1, n, num)<<endl;
	}
	return 0;
}

/*
4
1 2 4 5
*/