设a[0:n-1]是已经排好序的数组。请改写二分搜索算法,使得当搜索元素x不在数组中时,返回小于x的最大元素位置i和大于x的最小元素位置j。当搜索元素在数组中时,i和j相同,均为x在数组中的位置。使用c语言编写,标明详细注释
时间: 2024-10-22 07:21:56 浏览: 27
```c
#include <stdio.h>
// 定义二分查找函数,返回值结构体包含最大小于x的位置i和最小大于x的位置j
typedef struct {
int i; // 小于x的最大元素位置
int j; // 大于x的最小元素位置
} SearchResult;
// 二分查找辅助函数,寻找插入位置并更新i和j
int binarySearch(int arr[], int low, int high, int x) {
if (low > high) { // 如果数组为空或元素不存在
return SearchResult{low - 1, low}; // 返回x应该插入的最小和最大位置
}
int mid = low + (high - low) / 2; // 计算中间索引
// 检查arr[mid]是否等于x
if (arr[mid] == x) {
// 如果找到,直接返回x的索引,此时i和j相等
return SearchResult{mid, mid};
}
// 如果arr[mid]大于x,说明最大小于x的元素在左半部分
else if (arr[mid] > x) {
// 继续在左半部分递归查找
int new_low = mid + 1;
return binarySearch(arr, new_low, high, x);
}
// 否则arr[mid]小于x,说明最小大于x的元素在右半部分
else {
// 继续在右半部分递归查找
int new_high = mid - 1;
return binarySearch(arr, low, new_high, x);
}
}
// 主函数演示如何使用
int main() {
int a[] = {1, 3, 4, 6, 8, 9, 11};
int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
int x = 7;
SearchResult result = binarySearch(a, 0, n - 1, x);
printf("小于x的最大元素位置: %d\n", result.i);
printf("大于x的最小元素位置: %d\n", result.j);
return 0;
}
```
在这个版本的二分查找中,我们在原有的二分查找基础上进行了调整,以同时找到小于和大于指定元素的位置。如果元素存在,它会直接返回该元素的位置;如果元素不存在,则分别在左侧和右侧继续查找,直到找到适当的插入位置。
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