我在 C 二進制搜索代碼中做錯了什么？

Question

我正在研究二進制搜索算法以准備我的編碼面試，但是我的算法僅適用於最佳情況，即當搜索的數據處於中點時，O(1)。 當我將值更改為更糟糕的情況時，cursor 卡住了，比如第一個 position。

我知道二進制搜索有一個 O(log n) 更壞的情況，所以它不應該花很長時間。 我做錯了嗎？

#include <stdio.h>

int binary_search(int arr[], int left, int right, int data){
    // condition that runs only if true
    while(left <= right){
        int mid = (left + right) / 2;
        if(data == arr[mid]){
            return mid;
        }

        if(data > arr[mid]){
            binary_search(arr, mid+1, right, data);
        }

        binary_search(arr, left, mid-1, data);
    }
    return -1;
}

void main(){
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int result = binary_search(arr, 0, (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) - 1), 2);
    (result == -1) ? printf("There was no record found\n") : printf("Your record was found at position %d\n", result+1);
}

Answer 1

您沒有從 function 正確返回，從而觸發了無限遞歸。 您在哪里調用binary_search(arr, mid+1, right, data); 遞歸地，您需要將返回值傳播回調用 function。

此外，與您的問題無關，但在 C 中， void main()在技術上是不合法的，即使您可能沒有得到任何明確的錯誤。 main() 應該總是返回一個 int。

#include <stdio.h>

int binary_search(int arr[], int left, int right, int data){
    // condition that runs only if true
    while(left <= right){
        int mid = (left + right) / 2;
        if(data == arr[mid]){
            return mid;
        }

        if(data > arr[mid]){
            return binary_search(arr, mid+1, right, data);
        }

        return binary_search(arr, left, mid-1, data);
    }
    return -1;
}

int main(void){
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int result = binary_search(arr, 0, (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) - 1), 2);
    (result == -1) ? printf("There was no record found\n") : printf("Your record was found at position %d\n", result+1);

    return 0;
}

Answer 2

您的代碼不起作用，因為如果在第一次迭代中data不等於arr[mid] ，您的遞歸 function 不會返回任何內容。 因此，在這種情況下，您將進行無限遞歸。

但無論如何，對於專業程序員來說，代碼非常非常弱。

例如，您的 function 可能不會為常量數組調用。 （是否需要另外一個名稱不同的 function？）

function應該只有三個參數

return_type binary_search( const int a[], size_t n, int data );

如果 function 返回目標元素的索引，則其返回類型應為size_t ，因為通常類型int無法容納表達式sizeof( a ) / sizeof( *a )的值。

如果 function 僅檢查給定值是否存在於數組中，則它應返回0或1並且其返回類型應為int或_Bool 。

If the function should return a position of the target value then it should return the first position of the element with the target value the same way as the standard algorithm std::lower_bound in C++ does.

復制標准 C function bsearch的相同缺點不是一個好主意，通常也不返回具有目標值的第一個元素的 position。

您不應使用運算符 == 來比較值（盡管 C 中的比較函數使用此運算符），因為例如對於浮點數，您可能會得到錯誤的結果。 您應該只使用運算符 <。

好吧，讓我們假設您的 function 適用於元素類型int和運算符 < 的 arrays。 但是如果用戶想對數組元素使用自己的比較function怎么辦？

第二個問題，如果用戶要使用元素類型為long long的數組或結構數組，他是否需要花時間再編寫一個二進制搜索 function？

我的建議：永遠不要在面試中做任何作業。 忽略那些試圖操縱你和你的時間的公司。 面試是平等伙伴的對話。 只要您自己是一名合格的程序員，在簡單的對話中就很容易理解“誰是誰”。 :)