二分查找功能的问题

Question

顶部列出的 binary_search 函数有问题。不知道该去哪里。我对二分查找不是很熟悉。

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <fstream>

using namespace std;

void get_input(ifstream& fin, int a[], int size, int & array_size);

void binary_search (int a[], int & array_size)
{
    cout << "Please enter the element you would like to search for \n";
    int element;
    cin >> element;

    int lastindex=array_size-1, startindex=0;

    while (startindex <= lastindex)
    {
        int midindex=(array_size/2);
        if(element > a[midindex])
        {
            startindex=midindex;
        }
        else if (element < a[midindex])
        {
            lastindex=midindex-1;
        }

    }

}

int main()
{
    int array_size=-1;
    int a[100];

    ifstream fin;

    get_input (fin, a, 100, array_size);

    binary_search (a, array_size);

    return 0;
}

void get_input (ifstream& fin, int a[], int size, int & array_size)
{
    fin.open("numbers.txt");
    if (fin.fail())
    {
        cout << "File failed to open";
        exit(1);
    }


    for(int i = 0; i < size; i++)
    {
        a[i] = 0;
    }

    cout << "The numbers in the array are: \n\n";

    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        if (!fin.eof())
        {
            fin >> a[i];
            array_size ++;
        }
    }

    for (int i = 0; i < array_size; i++)
    {
            cout << a[i] << "  ";
    }

    cout << "\n\n\n";
    cout << "The numbers in the array sorted are: \n\n";

   for(int i = 0; i < array_size; ++i )
   {
        int temp2 = a[i];

        for (int j = i+1; j < array_size; ++j )
        {

            if( a[j] < temp2)
            {
                temp2 = a[j];

                int temp = a[i];
                a[i]    = a[j];
                a[j]    = temp;
            }
        }
    }





    for (int i = 0; i < array_size; i++)
    {
            cout << a[i] << "  ";
    }

    cout << "\n\n\n";

    fin.close();
}

完成后，程序假设从文件中获取输入，将其分配给数组，然后对数组进行排序。在此之后，我需要使用二进制搜索来查找用户给出的数字并将其在数组中的位置显示给用户。

更新：找到的索引输出错误....我应该在 midindex 中添加一个吗？

void binary_search (int a[], int & array_size)
{
    cout << "Please enter the element you would like to search for \n";
    int element;
    cin >> element;

    int lastindex=array_size-1, startindex=0;

    while (startindex <= lastindex)
    {
        int midindex= startindex + (lastindex - startindex) / 2;

        if(element > a[midindex])
        {
            startindex=midindex+1;
        }
        else if (element < a[midindex])
        {
            lastindex=midindex-1;
        }
        else if (element == a[midindex])
        {
            cout<<"Element "<<element<<" found at index "<<midindex<<endl;
            return;
        }



    }

}

Answer 1

尝试改变

startindex=midindex;

到：

startindex=midindex + 1;

和

int midindex=(array_size/2);

到

int midindex= startindex + (lastindex - startindex) / 2

最重要的是，当你找到元素时你什么都不做！

if(element == a[midindex]) {
  cout<<"Element "<<element<<" found at index "<<midindex<<endl;
  return;
}

Answer 2

我的第一反应是换行

int midindex=(array_size/2);

到

int midindex = startindex + (lastindex - startindex) / 2;

另外，您不想报告是否找到了所寻找的元素吗？为了检测找到元素时的情况，另一个if 分支如下

if( element == a[midindex] )

可以插入。里面可以有一个return element; 或return midindex，在循环外有一个return failure;。

---

编辑：我偶然尝试编写一个二进制搜索版本。我并没有声称它是正确的，因为二进制搜索因不正确而（臭名昭著）。 Some code with test cases and output 已上传至键盘。

片段：

int *
mybsearch( int const *  const a, size_t const n, int const key ) {

    int * lo = const_cast< int * >( a );
    int * hi = lo + n;

    while( lo <= hi ) {

        int * const mid = lo + (hi - lo) / 2;
        int const midelem = *mid;

        if( key == midelem ) {
            return mid;
        }
        else if( key < midelem ) {
            hi = mid - 1;
        }
        else {
            lo = mid + 1;
        }
    }

    return NULL;
}

主要和测试代码：

int main() {

    int const arr[] = {10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90};
    size_t const num = sizeof( arr ) / sizeof( int );

    int * pos20 = mybsearch( arr, num, 20 );
    assert( pos20 && (*pos20 == 20) );

    int * pos25 = mybsearch( arr, num, 25 );
    assert( !pos25 );

    int * pos5 = mybsearch( arr, num, 5 );
    assert( !pos5 );

    int * pos105 = mybsearch( arr, num, 105 );
    assert( !pos105 );
}

Answer 3

二分搜索可以很好地用作递归算法。传入数组和长度，检查中间值，并酌情在数组的上/下半部分进行递归。

Answer 4

仔细考虑当array_size = 1 时int midindex=(array_size/2); 的不正确之处。然后推广到array_size = 3。然后推广到任何奇数。这需要您在头脑中或在纸上进行小规模运行模拟。

Answer 5

你已经接近了。你想做这样的事情：

int binary_search ...

所以你可以返回元素的索引

while (startindex < lastindex)    
{
    int midindex=(startindex+endindex)/2;
    if(element = a[midindex]) {
        return midindex;
    }
    else if(element > a[midindex])
    {
        startindex=midindex+1;