为二分查找的非递归算法设计主函数，完善该算法，并通过运行来验证。

### 回答1：
好的，下面是中文回复：

二分查找的非递归算法主要是通过循环来实现的，我们可以设计一个主函数来调用该算法。主函数的作用是读入需要查找的元素和有序数组，然后调用二分查找算法来查找该元素在数组中的位置。

以下是一个简单的二分查找非递归算法的主函数：

#include <stdio.h>

int binary_search(int arr[], int n, int target) {
    int left = , right = n - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        if (arr[mid] == target) {
            return mid;
        } else if (arr[mid] < target) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return -1;
}

int main() {
    int arr[] = {1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(int);
    int target = 7;
    int index = binary_search(arr, n, target);
    if (index == -1) {
        printf("Element not found\n");
    } else {
        printf("Element found at index %d\n", index);
    }
    return ;
}

在上面的代码中，我们首先定义了一个有序数组 `arr`，然后定义了需要查找的元素 `target`。接着，我们调用 `binary_search` 函数来查找该元素在数组中的位置，并将结果存储在 `index` 变量中。最后，我们根据 `index` 的值来输出查找结果。

运行上面的代码，输出结果为：

Element found at index 3

这表明元素 7 在数组中的位置为 3。

### 回答2：
二分查找的非递归算法主要通过迭代来实现。主函数起到调用和验证算法的作用，具体代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int binarySearch(int arr[], int target, int low, int high) {
    while (low <= high) {
        int mid = (low + high) / 2;
        if (arr[mid] == target) {
            return mid;
        } else if (arr[mid] < target) {
            low = mid + 1;
        } else {
            high = mid - 1;
        }
    }
    return -1;
}

int main() {
    int arr[] = {2, 5, 7, 9, 12, 15, 17};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    int target = 12;
    int result = binarySearch(arr, target, 0, n - 1);

    if (result == -1) {
        cout << "目标元素不在数组中" << endl;
    } else {
        cout << "目标元素在数组中的索引为：" << result << endl;
    }

    return 0;
}

在上述代码中，首先定义了一个`binarySearch`函数用来实现非递归的二分查找算法。其中，参数`arr`表示要查找的数组，`target`表示要查找的目标元素，`low`和`high`分别表示数组的起始位置和结束位置。在函数中使用了一个`while`循环，当`low`小于等于`high`时执行循环，不断通过二分法将查找范围缩小，直到找到目标元素或者确定目标元素不存在为止。

在主函数中，首先定义了一个有序数组`arr`，然后通过`sizeof`操作符计算出数组的长度，接着定义了要查找的目标元素`target`，并调用`binarySearch`函数进行查找。最后根据查找结果输出对应的信息。

运行代码，可以得到输出结果：目标元素在数组中的索引为：4，说明目标元素12在数组中的索引为4，验证了二分查找的非递归算法的正确性。

### 回答3：
二分查找是一种高效的搜索算法，用于在有序数组中查找特定元素。非递归算法相较于递归算法更加简洁和高效。

首先，我们可以在主函数中定义一个有序数组和要查找的目标元素。然后，调用二分查找的非递归函数进行查找。

以下是一个示例的主函数设计：

def binary_search(arr, target):
    low = 0
    high = len(arr) - 1

    while low <= high:
        mid = (low + high) // 2

        if arr[mid] == target:
            return mid
        elif arr[mid] < target:
            low = mid + 1
        else:
            high = mid - 1

    return -1

def main():
    arr = [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17]
    target = 7

    result = binary_search(arr, target)

    if result != -1:
        print("元素在数组中的索引为:", result)
    else:
        print("元素不在数组中")

if __name__ == "__main__":
    main()

这个主函数中，我们定义了一个有序数组arr和要查找的目标元素target。然后，我们调用binary_search函数进行查找，并将返回的结果存储在result中。

最后，我们根据result的值判断是否成功找到目标元素，并打印相应的结果。

通过运行该代码，我们可以得到以下输出：

元素在数组中的索引为: 3

这表明目标元素7在有序数组的索引为3，经过验证，二分查找的非递归算法成功找到了目标元素。