關於C語言中的二進制搜索算法的問題

Question

我在尋找數組中不存在的元素時低估了代碼的行為感到困惑。

1. 我正在尋找的元素索引的結果在聲明為int index;始終為零int index; 。
2. 我正在尋找的元素索引的結果是隨機數，同時將其聲明為size_t index; 將變量索引聲明為int index;什么區別int index; 和size_t; 在下面的代碼中。

編碼

#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

基本問題是index沒有初始化，當您找不到要搜索的內容時就永遠不會分配index 。 由於在這種情況下， printf語句訪問未初始化的變量，因此您的代碼具有未定義的行為，即可能發生任何事情-包括打印各種數字。

我正在尋找的元素索引的結果在聲明為int索引時始終為零；

那是“靠運氣”

我正在尋找的元素索引的結果是隨機數，同時將其聲明為size_t索引；

那也是“靠運氣”

Answer 2

您可以采取以下幾項措施來改進代碼：

1. 由於此數組是靜態定義的，因此無需在[]包含SIZE定義。 這樣聲明int numbers[]={1,2,3,4,5}; 而不是此int numbers[SIZE]={1,2,3,4,5}; 。 讓編譯器為您完成數學運算。
2. 將index初始化為某個值（即index = 0; ）。 這是導致該問題的主要原因，並且正在向程序引入未定義的行為。
3. 將size_t index的類型更改為int index ，在程序中聲明的每個變量都是int ，並且程序將index視為int 。 因此，避免混淆也可能是一個int 。

4. 使它成為else if子句，而不僅僅是if ：

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

5. 添加另一種情況，以便在數據集中缺少要搜索的值時使程序正常運行。 例如， printf("Data not found: %d", search);

該算法仍然不是100％並有一些缺陷，但我將由您自己確定。 希望此信息對您有所幫助！

最好的祝福！

Answer 3

問題在於， index的值未初始化。

將變量初始化為0不能解決您的問題。 因為您使用index來返回數組元素的位置。

通過初始化index = 0將為數組中不存在的元素以及數組的第一個元素提供相同的結果。

更好的方法是初始化為size_t index = -1;

這樣，數組中不存在的元素的結果將為b -1。

還要檢查printf語句中使用的訪問說明符，以獲取size_t數據類型。 有可能 ，

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

Answer 4

您沒有為size_t使用正確的說明符，不是％d。

嘗試使用％zd或％ld，它將正常工作。

此外，在while循環之后添加此元素，以便在數組中不存在該元素時不顯示索引的怪異值。

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

並移動行printf("The index of the element is %d",index); 在條件為if (search == numbers[middle]) 。 這樣即使數組中存在該數字，您也不會得到“此數字不存在”的信息。 有關代碼的更正版本，請參見https://code.hackerearth.com/80043dg?key=7b325b26aec0f5425b76cc3efbdc93cf