二分查找法的应用

二分查找法,很经典的折半查找算法,想当然觉得很简单,算法效率log(2)N。今天跟它干上了,呵呵。真是实践出真知,不可想当然。

总结一下几个问题:

1、 习惯性思维中,二分查找算法用于查找一个升序(有序)数组,没问题;

int binary_search(int aa[],int n,int key)

{

int mid;

int low=0,high=n-1;

while(low<=high)

{

mid=low+((high-low)>>1);

if(key<aa[mid])

high=mid-1;

else if(key>aa[mid])

  low=mid+1;

else return mid;

}

return -1;

}

2、 如果是一个降序数组呢。从大到小排序的。需要改变查找区间。将>改<,<改>

3、 Mid=(Low+high)/2,最好的写法应该是mid=low+(high-low)>>1;防止溢出并且移位效率更高;

4、 如果数组中有相等的元素呢?相等元素要么找出最小下标,要么找出最大下标?这个要做处理。

int binary_search(int aa[],int n,int key)

{

int mid;

int low=0,high=n-1;

while(low<=high)

{

mid=low+((high-low)>>1); //移位处理

if(key>aa[mid])

high=mid-1;

else if(key<aa[mid])

  low=mid+1;

else

{

while(aa[--mid]==key) { //找最小小标

}

return mid+1;

}

}

return -1;

}

5、 最后给出一个应用题目。

小明同学是一名初一新生,校长听说他会C++编程,于是找到他,希望他能帮助学校编写一个程序。期中考试成绩出来了,很多同学想知道自己成绩排名的情况,只要考生输入自己的总分,就能快速知道自己在年级的排名情况及其同分数的人有多少?

输入格式:第1行一个数N(N<=10000);第二行一个数K;第三行开始以N个以空格隔开的从高到低的所有学生中考成绩(整数)。接着K个待查找的考生成绩。

输出格式:K行,每行为一个待查找的考生的名次(不同分数的名次),同分数的人数,比考生分数高的人数。查找不到输出“fail!”。

输入样例:10

2

580 570 565 564 564 534 534 534 520 520

564 520

输出样例:

4 2 3

6 2 8

解答分析:该题是一个综合题,难点在于同分数出现次数,同分数名次相同,需要顺延名次。

#include<iostream>

#define N 100001

using namespace std;

int binary_search(int aa[],int n,int key)

{

int mid;

int low=0,high=n-1;

while(low<=high)

{

mid=low+((high-low)>>1); //移位处理

  if(key>aa[mid])

high=mid-1;

else if(key<aa[mid])

  low=mid+1;

else

{

while(aa[--mid]==key) { //找最小小标

}

return mid+1;

}

}

return -1;

}

int main()

{

int n,k;

int a[N];//定义a数组

int b[101],c[101]; //b数组代表要查找的好几个数;c数组存放在a中的位置

//pos数组三列,0列代表名次;1列代表同分数的人数;2列代表比考生分数搞的人数

int pos[101][3];

cin>>n; //输入n个数

cin>>k; //输入要查找的k个数

for(int i=0;i<n;i++)

  cin>>a[i]; //输入

for(int i=0;i<k;i++)

  cin>>b[i]; //输入要要查找的k个数

 

for(int i=0;i<n;i++)

{

  int ans=0; //记录同分数段的人

  //记录b[i]分数首次在a中出现的位置(最小下标)

  int t=binary_search(a,n,a[i]);

pos[i][2]=t; //比该分数高的人数,即当前座次

//下面找同分数段的人数

while(a[t+1]==a[t])

{

ans++;

t++;

}

pos[i][1]=ans+1;

}

pos[0][0]=1;//第0个的排名为1

for(int i=0;i<n;i++) //如果累计分数段相同,排名不变

{

int temp=a[i];

  for(int j=i;j<=i+1;j++) {

  if(a[j]==temp)

  pos[j][0]=pos[i][0];

  else pos[j][0]=pos[i][0]+1;

}

}

for(int i=0;i<k;i++)

  c[i]=binary_search(a,n,b[i]);

 

for(int i=0;i<k;i++)

{

  if(!c[i]) {

  cout<<"fail!";

  break;

}

  for(int j=0;j<3;j++)

  cout<<pos[c[i]][j]<<' ';//输出查找的数的三列属性值

  cout<<endl;

}

return 0;

}//该题也许用桶排序算法更简单。

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