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資料結構——陣列(2)在有序數列中二分查詢

  1. 二分查詢的前提要求陣列有序,
  2. 查詢思想:每次將待查詢元素k和陣列中間位置mid元素對比,若相等,則查詢成功;若mid元素小於k,則k在陣列後半部分;若mid元素大於k,則在陣列前半部分。然後繼續以此方法搜尋。
  3. 實現方法包括:非遞迴法、遞迴法。
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define N 10
/**     非遞迴法        ***/
int BinarySearch(int a[],int len, int k)
{
    if(a==NULL || len<0
) return -1; int start=0; int end=len-1; while(start<=end)//非遞迴法,判定條件用while迴圈判斷 { int midIndex=(start+end)/2; int midNum=a[midIndex]; if(midNum==k) return midIndex; else if(midNum<k) start=midIndex+1; else end=midIndex-1
; } return -1; } /***** 遞迴法 *****/ int BinarySearchRecurision(int a[],int len,int k) { if(a==NULL || len<=0) return -1; int start=0; int end=len-1; int midIndex=(start+end)/2; int midNum=a[midIndex]; if(midNum==k) return midNum; else
if(midNum<k) start=midIndex+1; else end=midIndex-1; return BinarySearchRecurision(a,(end-start+1),k); //注意這裡的遞迴呼叫,陣列長度會發生變化 } int main() { int a[]={1,2,3,4,5,6}; int i=BinarySearch(a,N,5); cout<<"非遞迴法二分查詢結果:查詢"<<5<<":"<<i<<endl; int j=BinarySearchRecurision(a,N,8); cout<<"遞迴法二分查詢結果:查詢"<<8<<":"<<j<<endl; getchar(); }

擴充套件:
4.在給定的排序陣列中,查詢某一個數字k出現的次數——二分法查詢
思想:找到第一個k的位置和最後一個k的位置,last-first+1即為數字k出現的次數。
①找到第一個k。先找中間位置,若該值為k,下一步,判斷該位置k值是否為第一個k,若不是,遞迴,繼續在前半部分找;
若該值不是k,則判斷和k的大小,從而確定下一步查詢範圍。
②找到最後一個k。先找中間位置,若若該值為k,下一步,判斷該位置k值是否為最後一個k,若不是,遞迴,繼續在後半部分找;若該值不是k,判斷與k的大小,確定下一步查詢範圍。

#include<stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define N 10
//找出左邊的第一個k
int GetFirstK(int a[],int len,int k, int start, int end)
{
    if(a==NULL || len<0)
        return -1;

    int midIndex=(start+end)/2;
    int midNum=a[midIndex];

    if(midNum==k)
    {
        if(midIndex==0 || (midIndex>0 && a[midIndex-1]!=k))
            return midIndex;
        else
            end =midIndex-1;
    }
    else if(midNum<k)
        start= midIndex+1;
    else
        end= midIndex-1;
    return GetFirstK(a,len,k,start,end);
}
//找出右邊的最後一個的k
int GetLastK(int a[], int len, int k,int start, int end)
{
    if(a==NULL || len<=0)
        return -1;
    int midIndex=(start+end)/2;
    int midNum=a[midIndex];
    if(midNum==k)
    {
        if((midIndex==end)||(midIndex<end-1)&& (a[midIndex+1]!=k))
            return midIndex;
        else
            start= midIndex+1;
    }
    else if(midNum<k)
        start=midIndex+1;
    else
        end=midIndex-1;
    return GetLastK(a,len,k,start,end);
}

int GetNumK(int a[], int len,int k)
{
    if(a==NULL || len<=0)
        return -1;
    int first=GetFirstK(a,len,k,0,len-1);
    int last=GetLastK(a,len,k,0,len-1);
    int count=last-first+1;
    return count;
}

int main()
{
    int a[N]={1,2,2,2,3,4};
    int length=sizeof(a)/sizeof(a[0]);
    int num=GetNumK(a,length,2);
    cout<<num<<endl;
    getchar();
}