排序数列的高效搜索:二分查找法与快速排序

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"本文介绍了一种经典的算法——二分搜索法,它是利用已排序数列特性进行高效搜索的代表方法。文中给出了一个C语言实现的示例程序,包括快速排序和二分搜索两个部分。" 二分搜索法(Binary Search),也称为折半搜索,是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。其基本思想是通过不断将搜索区间减半,快速定位到目标元素。二分搜索法的效率很高,时间复杂度为O(log n),对于大数据量的处理尤其有效。 在给定的代码中,首先定义了一个包含10个元素的整型数组`number`,并使用随机数填充。接着,通过快速排序算法`quicksort`对数组进行排序。快速排序是一种常用的排序算法,由C.A.R. Hoare在1960年提出,它的平均时间复杂度为O(n log n),最坏情况下为O(n^2)。快速排序采用分治策略,选取一个基准值,将数组分为两部分,使得一部分的元素小于基准,另一部分的元素大于或等于基准,然后分别对这两部分再进行快速排序。 `quicksort`函数内部,首先选取中间元素作为基准`s`,然后通过两个指针`i`和`j`分别从数组两端向中间移动,当`number[i]`大于等于`s`且`number[j]`小于`s`时,交换`number[i]`和`number[j]`的位置。当`i`和`j`相遇时,数组被分为两部分,然后递归地对左右两部分进行快速排序。 完成排序后,程序调用`bisearch`函数进行二分搜索。该函数接收已排序的数组`number`和待查找的元素`find`作为参数。在`bisearch`函数中,通过设置三个指针`low`、`mid`和`upper`来表示搜索范围。在每次迭代中,计算中间位置`mid`,如果`number[mid]`小于`find`,则将搜索范围移到右半部分;如果`number[mid]`大于`find`,则将搜索范围移到左半部分;若两者相等,说明找到目标元素并返回其索引。如果遍历完所有可能的范围仍未找到目标元素,则返回-1表示未找到。 最后,在`main`函数中,用户输入一个要查找的数字,程序调用`bisearch`进行二分搜索,并输出搜索结果。 总结来说,这段代码展示了如何在C语言中实现二分搜索法,以及结合快速排序算法对数据进行预处理,从而提高搜索效率。这是一种典型的应用排序和搜索算法的实例,对于理解和掌握这些基础算法具有重要意义。