折半查找法也称为二分查找法,它充分利用了元素间的次序关系,采用分治策略,可在最坏的情况下用O(log n)完成搜索任务。
【基本思想】
将n个元素分成个数大致相同的两半,取a[n/2]与欲查找的x作比较,如果x=a[n/2]则找到x,算法终止。如果x<a[n/2],则 我们只要在数组a的左半部继续搜索x(这里假设数组元素呈升序排列)。如果x>a[n/2],则我们只要在数组a的右半部继续搜索x。
二分搜索法的应用极其广泛,而且它的思想易于理解。第一个二分搜索算法早在1946 年就出现了,但是第一个完全正确的二分搜索算法直到1962年才出现。Bentley在他的著作《Writing Correct Programs》中写道,90%的计算机专家不能在2小时内写出完全正确的二分搜索算法。问题的关键在于准确地制定各次查找范围的边界以及终止条件的确 定,正确地归纳奇偶数的各种情况,其实整理后可以发现它的具体算法是很直观的。
C++描述:
template<class Type>
int BinarySearch(Type a[],const Type& x,int n)
{
int left=0;
int right=n-1;
while(left<=right){
int middle=(left+right)/2;
if (x==a[middle]) return middle;
if (x>a[middle]) left=middle+1;
else right=middle-1;
}
return -1;
}
递归实现(recuition):
template<class Record, class Key>
int binary_search( Record * r, const int & low, const int & high, const Key & k )
{
int mid = (low + high)/2;
if( low < high )
{
if( k <= r[mid] )
binary_search( r, low, mid, k );
else
binary_search( r, mid+1, high, k );
}
else if( low == high )
{
if( k == r[mid] )
return low;
else
return -1;
}
else
return -1;
}
迭代实现(iteration):
template<typename Record, typename Key>
int binary_search( Record * r, const int & size, const Key & k )
{
int low=0, high=size-1, mid;
while( low < high )
{
mid = (low + high) / 2;
if( k > r[mid] )
low = mid + 1;
else
high = mid;
}
if( low > high )
return -1;
else
{
if( k == r[low] )
return low;
else
return -1;
}
}
as3算法实现:
//二分查找
private function binarySearch(A:Array,key:Number):int
{
var low:int = 0;
var high:int = A.length – 1;
var middleIndex:int = 0;
while(low < high)
{
middleIndex = int((low + high)/2);
if(A[middleIndex] < key)
{
low = middleIndex + 1;
}
else if(A[middleIndex] > key)
{
high = middleIndex – 1;
}
else
{
return middleIndex;
}
}
return -1;
}