二进制搜索功能的问题

Question

顶部列出的binary_search函数遇到问题。 不知道去哪里。 我对二进制搜索不是很熟悉。

#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，该程序假定从文件中获取输入，将其分配给数组，然后对该数组进行排序。 之后，我需要使用二进制搜索来找到用户给定的数字，并向用户显示其在数组中的位置。

更新：找到错误的索引输出...。我应该只添加一个到midindex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;

至：

startindex=midindex + 1;

和

int midindex=(array_size/2);

至

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

最重要的是，找到元素后您什么也不做！

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

Answer 2

我的第一反应是换线

int midindex=(array_size/2);

至

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

另外，您是否不希望报告是否找到了所需元素？ 要检测找到元素的情况，可以使用另一个if分支，如下所示

if( element == a[midindex] )

可以插入。 可以有一个return element; 或在其中return midindex并return failure; 在循环之外。

---

编辑：我不经意地尝试编写二进制搜索的版本。 我不声称它是正确的，因为二进制搜索因不正确而闻名。 一些带有测试用例和输出的代码被上传到了键盘上。

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

二进制搜索可以很好地作为递归算法。 传入数组和长度，检查中间值，然后根据需要递归遍历数组的上/下半部分。

Answer 4

请仔细考虑int midindex=(array_size/2); 当array_size = 1时。然后泛化为array_size =3。然后到任何奇数。 这将需要在您的头部或纸上进行小批量模拟。

Answer 5

你近了 您想做这样的事情：

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;