如何在C语言中实现一维数组二分查找算法并解释其工作原理？

在一维数组中实现二分查找算法通常需要以下步骤：

1. **准备工作**：首先，你需要确保数组已经排序（二分查找前提是数组有序）。数组元素从左到右递增或递减。

2. **定义函数**：创建一个名为`binary_search`的函数，它接受两个参数：指向数组的指针`arr`，和一个包含查找范围（起始索引`low`和结束索引`high`）的元组。

int binary_search(int arr[], int low, int high, int target);

3. **检查边界条件**：在开始循环之前，检查`low`是否小于等于`high`。如果不是，说明目标不在数组内，返回-1表示未找到。

4. **中间点计算**：找到数组的中间索引，通常是`(low + high) / 2`，存储在变量`mid`中。

5. **比较中间元素**：如果数组的中间元素等于目标值`target`，那么搜索结束，返回`mid`作为结果。如果中间元素大于目标，就在数组的左半部分（即`low`到`mid - 1`）继续搜索；如果小于目标，就在右半部分（即`mid + 1`到`high`）搜索。

6. **递归调用**：不断重复步骤3到5，直到找到目标或确定目标不存在为止。

7. **返回结果**：当搜索范围内找不到目标或者搜索范围变成单个元素时（即`low == high`），返回-1表示未找到。

这个算法的工作原理基于二分法的思想，每次将待查找区间缩小一半，因此效率比线性查找高很多，尤其是在大型数组中。当元素分布均匀时，平均时间复杂度为O(log n)。