二分查找算法：有序数组中的高效搜索

2023-09-18 00:40:47

二分查找：高效搜索有序数据的利器

在计算机科学的浩瀚世界中，二分查找算法以其卓越的效率和易于实现而名声鹊起。它在寻找有序数组中的特定元素时大显身手，它就像一位训练有素的侦探，通过巧妙的猜测和分而治之的策略，迅速缩小搜索范围，锁定目标元素。

二分查找的奥秘

二分查找的精髓在于它的分治策略。算法将有序数组一分为二，根据目标元素与中间元素的比较结果，决定继续在数组的前半部分还是后半部分搜索。这一过程不断重复，每次迭代都将搜索范围缩小一半。想象一下，你正在一本按字母顺序排列的字典中寻找一个单词，二分查找就像是一位熟练的图书管理员，通过不断缩小搜索范围，以惊人的速度找到你想要的单词。

C++中的二分查找实现

现在，让我们深入了解二分查找的C++实现。我们首先需要定义一个有序数组和一个要查找的目标元素。然后，设置两个指针，low和high，分别指向数组的第一个元素和最后一个元素。我们进入一个循环，只要low小于等于high，循环就继续进行。在循环体内，我们计算数组的中间索引mid，将中间元素与目标元素进行比较，并根据结果更新low或high指针。最终，循环结束，我们返回目标元素的索引或-1（如果目标元素不存在）。

int binarySearch(vector<int>& arr, int target) {
    int low = 0;
    int high = arr.size() - 1;

    while (low <= high) {
        int mid = (low + high) / 2;

        if (arr[mid] == target) {
            return mid;
        } else if (arr[mid] < target) {
            low = mid + 1;
        } else {
            high = mid - 1;
        }
    }

    return -1;
}