题目:(编程之美 3.11)编写一个正确的二分查找算法,对一个升序的数组进行排序,若数组中有多个一样的,则返回下标最大的那个。
解答:
- 二分查找是一个最基本的算法,但是编写一个正确的二分查找算法还是不太容易,因为一步小心就容易造成一些小错误。《编程珠玑》第四章就专门介绍了“二分搜索的挑战”。
- 如何返回下标最大的那个值的下标?只要保证在比较的时候,先比较value是不是比以mid为下标的元素的值大,总是优先让begin赋值为mid。最后当begin == end – 1的时候,也总是先比较arr[end]与value。
注意:
- mid = (begin + end)/ 2可能造成溢出,所以使用mid = begin + (end – begin) / 2代替
- 需要仔细设计测试用例,保证不会进入死循环
代码:
#include <iostream>
using namespace std;
//非递归
int binarySearch(int *arr, int begin, int end, int value)
{
if(arr == 0) return -1;
int mid;
while(begin < end - 1)
{
mid = begin + (end - begin) / 2;
if(value >= arr[mid])
begin = mid;
else
end = mid;
}
if(arr[end] == value)
return end;
else if(arr[begin] == value)
return begin;
return -1;
}
//递归
int binarySearch2(int *arr, int begin, int end, int value)
{
if(arr == 0) return -1;
int mid;
if(begin < end - 1)
{
mid = begin + (end - begin) / 2;
if(value >= arr[mid])
begin = mid;
else
end = mid;
}
else
{
if(arr[end] == value)
return end;
else if(arr[begin] == value)
return begin;
else
return -1;
}
return binarySearch2(arr, begin, end, value);
}
//测试
int main()
{
int a1[1] = {1};
int a3[4] = {1, 2, 2, 4};
int a4[2] = {1, 3};
int a5[3] = {1, 2, 3};
cout << binarySearch2(a1, 0, 0, 1) << endl;
cout << binarySearch2(a3, 0, 3, 2) << endl;
cout << binarySearch2(a4, 0, 1, 2) << endl;
cout << binarySearch2(a5, 0, 2, 2) << endl;
return 0;
}