关于C语言中的二进制搜索算法的问题

Question

我在寻找数组中不存在的元素时低估了代码的行为感到困惑。

1. 我正在寻找的元素索引的结果在声明为int index;始终为零int index; 。
2. 我正在寻找的元素索引的结果是随机数，同时将其声明为size_t index; 将变量索引声明为int index;什么区别int index; 和size_t; 在下面的代码中。

编码

#include <stdio.h>
#define SIZE 5
int main(void)
{
    int numbers[SIZE]={1,2,3,4,5};
    int search =0; // This variable define the required number i am searching for 
    int start = 0 ;
    int end = SIZE-1 ;
    size_t index;
    while (start <= end)
    {
        int middle = (start+end)/2;
        if  (search == numbers[middle])
        {
            index = middle;
        }
        if (search > numbers[middle])
        {
            start = middle+1 ;
        }
        else
        {
            end= middle-1 ;
        }
    }
    printf("The index of the element is %d",index);
return 0;
}

Answer 1

基本问题是index没有初始化，当您找不到要搜索的内容时就永远不会分配index 。 由于在这种情况下， printf语句访问未初始化的变量，因此您的代码具有未定义的行为，即可能发生任何事情-包括打印各种数字。

我正在寻找的元素索引的结果在声明为int索引时始终为零；

那是“靠运气”

我正在寻找的元素索引的结果是随机数，同时将其声明为size_t索引；

那也是“靠运气”

Answer 2

您可以采取以下几项措施来改进代码：

1. 由于此数组是静态定义的，因此无需在[]包含SIZE定义。 这样声明int numbers[]={1,2,3,4,5}; 而不是此int numbers[SIZE]={1,2,3,4,5}; 。 让编译器为您完成数学运算。
2. 将index初始化为某个值（即index = 0; ）。 这是导致该问题的主要原因，并且正在向程序引入未定义的行为。
3. 将size_t index的类型更改为int index ，在程序中声明的每个变量都是int ，并且程序将index视为int 。 因此，避免混淆也可能是一个int 。

4. 使它成为else if子句，而不仅仅是if ：

    else if (search > numbers[middle]) { start = middle+1 ; } 

5. 添加另一种情况，以便在数据集中缺少要搜索的值时使程序正常运行。 例如， printf("Data not found: %d", search);

该算法仍然不是100％并有一些缺陷，但我将由您自己确定。 希望此信息对您有所帮助！

最好的祝福！

Answer 3

问题在于， index的值未初始化。

将变量初始化为0不能解决您的问题。 因为您使用index来返回数组元素的位置。

通过初始化index = 0将为数组中不存在的元素以及数组的第一个元素提供相同的结果。

更好的方法是初始化为size_t index = -1;

这样，数组中不存在的元素的结果将为b -1。

还要检查printf语句中使用的访问说明符，以获取size_t数据类型。 有可能 ，

printf("The index of the element is %ld",index);

Answer 4

您没有为size_t使用正确的说明符，不是％d。

尝试使用％zd或％ld，它将正常工作。

此外，在while循环之后添加此元素，以便在数组中不存在该元素时不显示索引的怪异值。

if(start>end) {
   printf("That number is not present in the array");
   return 0;
}

并移动行printf("The index of the element is %d",index); 在条件为if (search == numbers[middle]) 。 这样即使数组中存在该数字，您也不会得到“此数字不存在”的信息。 有关代码的更正版本，请参见https://code.hackerearth.com/80043dg?key=7b325b26aec0f5425b76cc3efbdc93cf