二分查找算法实现与上机实验

"二分查找算法的实现及应用" 二分查找，又称折半查找，是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。它的基本思想是通过比较目标值与数组中间元素来缩小搜索范围，每次查找都使搜索区间的长度减半，直到找到目标值或者搜索区间为空。在给定的实验描述中，我们需要实现一个名为`Search_Bin`的函数，该函数用于在一个递增有序数组ST中查找给定的关键字key，并返回其在数组中的位置。 以下是`Search_Bin`函数的详细解释： ```c int Search_Bin(int key, int a[], int n) { int low = 0, high = n, mid; while (low <= high) { mid = (low + high) / 2; // 计算中间索引 if (key == a[mid]) // 如果找到目标值，返回其索引 return mid; else if (key < a[mid]) // 如果目标值小于中间元素，调整搜索区间到左半部分 high = mid - 1; else // 否则，目标值在右半部分，调整搜索区间到右半部分 low = mid + 1; } return -1; // 如果未找到目标值，返回-1表示不存在 } ``` 在这个函数中，`low`和`high`分别表示当前搜索区间的开始和结束索引，`mid`是每次循环中计算出的中间索引。在循环中，我们比较`key`和`a[mid]`，然后根据比较结果更新搜索区间。当`low > high`时，表示搜索区间为空，即未找到目标值，函数返回-1。 在`main`函数中，我们首先读取数组的元素个数`n`和每个元素的值，然后读取要查找的关键字`key`。调用`Search_Bin`函数并检查返回值，如果返回值不等于-1，说明找到了关键字，输出其在数组中的位置；否则，输出"元素不存在"。 这个实验有助于理解二分查找算法的工作原理及其在实际编程中的应用。由于二分查找的时间复杂度为O(log n)，在处理大规模有序数据时，相比于线性查找，它能显著提高查找效率。然而，它要求数据必须是有序的，这是使用二分查找的前提条件。在实际编程中，二分查找常用于数据库、字典软件等对效率有较高要求的场景。