Bsearch двоичный поиск в массиве


Функция bsearch

Функция bsearch() выполняет двоичный поиск в отсортированном массиве, адресуемом параметром buf , и возвращает указатель на первый член, который совпадает с искомым ключом-значением, адресуемым параметром key . Количество элементов в массиве задается параметром num , а размер (в байтах) каждого элемента — параметром size .

Для сравнения каждого элемента массива с ключом-значением используется функция, адресуемая параметром compare . Функция compare должна иметь следующее определение.

Она должна возвращать значения, описанные в следующей таблице.

Сравнение Возвращаемое значение
arg1 меньше чем arg2 Меньше нуля
arg1 равен arg2 Нуль
arg1 больше чем arg2 Больше нуля

Массив должен быть отсортирован в порядке возрастания, чтобы по самому младшему адресу содержался наименьший элемент. Если массив не содержит искомого ключа-значения, возвращается нулевой указатель.

Пример

Следующая программа считывает вводимые с клавиатуры символы и определяет, входят ли они в алфавит:

bsearch

Функция bsearch() выполняет двоичный поиск на отсортированном массиве, на который ука­зывает параметр base, и возвращает указатель на первое число, соответствующее ключу, на кото­рый указывает параметр key. Число элементов в массиве задается переменной num, а размер каж­дого элемента указывается в переменной size.

Тип size_t определен в заголовочном файле stdlib.h как unsigned int.

Функция, на которую указывает параметр compare, сравнивает элемент массива с ключом. Она должна иметь следующий прототип:
int func_name(const void *arg1, const void *arg2)

Функция обязана возвращать следующие значения:
Если arg1 меньше, чем arg2, то возвращается величина, меньшая 0.
Если arg1 равен arg2, то возвращается величина 0.
Если arg1 больше, чем arg2, то возвращается число, большее 0.


Массив должен быть отсортирован по возрастанию таким образом, что наименьший адрес со­держит наименьший элемент.

Если массив не содержит ключа, то возвращается нулевой указатель.

Следующая программа читает два символа с клавиатуры и определяет , принадлежат ли они алфавиту :
#include
#include
#inciude

char * alpha = «abcdefghijklmnopqrstuvwxyz» ;
int comp ( const void *, const void * ) ;

int main ( void )
<
char ch ;
char * p ;

do <
printf ( «Enter a character: » ) ;
scanf ( «%c%*c» , & ch ) ;
ch = tolower ( ch ) ;
p = ( char * ) bsearch ( & ch , alpha , 26 , 1 , comp ) ;
if ( p ) printf ( «is in alphabet \n » ) ;
else printf ( «is not in alphabet \n » ) ;
> while ( p ) ;
return 0 ;
>

/* сравнение двух символов */
int comp ( const void * ch , const void * s )
<
return * ( char * ) ch — * ( char * ) s ;
>

Bsearch двоичный поиск в массиве

Функция bsearch() выполняет двоичный поиск в отсортированном массиве, адресуемом параметром buf, и возвращает указатель на первый член, который совпадает с ключом-значением, адресуемым параметром key. Количество элементов в массиве задается параметром num, а размер (в байтах) каждого элемента — параметром size.

Для сравнения каждого элемента массива с ключом-значением используется функция, адресуемая параметром compare. Форма записи функции compare должна иметь следующий вид.

Она должна возвращать значения, описанные в следующей таблице.

Сравнение Возвращаемое значение
argl меньше arg2 Меньше нуля
argl равен arg2 Нуль
argl больше arg2 Больше нуля

Массив должен быть отсортирован в порядке возрастания, чтобы по самому младшему адресу содержался наименьший элемент.


Если массив не содержит ключа-значения, возвращается нулевой указатель.

Bsearch двоичный поиск в массиве

141 просмотра

2 ответа

53792 Репутация автора

Я не могу найти какой-либо метод, реализующий бинарный поиск. Это потому, что я не смог найти его, или это потому, что он не существует?

Я думаю, что второй, но я не мог найти дубликат вопроса, так что, возможно, я ошибаюсь.

Ответы (2)

13 плюса

1959 Репутация автора

Есть такой же bsearch() метод , как и здесь , здесь и здесь .

bsearch() Функция использует алгоритм двоичного поиска , чтобы найти элемент, соответствующий ключ в отсортированном массиве из п элементов размера размера. (Тип size_t определяется как unsigned int.) Последний аргумент compare дает bsearch() указатель на функцию, которую он вызывает для сравнения ключа поиска с любым элементом массива. Эта функция должна возвращать значение, указывающее, является ли ее первый аргумент, ключ поиска, меньшим, равным или большим, чем ее второй аргумент, элементом массива для проверки.

Как правило, вы должны использовать qsort() раньше bsearch() , потому что массив должен быть отсортирован (должен быть в порядке возрастания, упорядочены с использованием тех же критериев, которые используются compare ) перед поиском. Этот шаг необходим, потому что алгоритм двоичного поиска проверяет, является ли ключ поиска выше или ниже среднего элемента в массиве, затем удаляет половину массива, проверяет середину результата, снова удаляет половину и т. Д. Если вы определяете функцию сравнения для bsearch() идентичных типов для двух ее аргументов, то qsort() можете использовать одну и ту же функцию сравнения.


bsearch() Функция возвращает указатель на элемент массива найден , который соответствует ключу поиска. Если соответствующий элемент не найден, bsearch() возвращает нулевой указатель. [а]

Пример использования :

В ответ на комментарий ниже относительно того, как найти первый элемент, который меньше / больше чем key , вот ( вероятно, грязный ) обходной путь: вы можете перебрать отсортированный массив и сравнить его элементы с key использованием той же compare функции, переданной этому методу До тех пор, пока вы не найдете элемент меньше / больше, чем key .

Автор: AAA Размещён: 10.07.2020 08:26

1 плюс

67540 Репутация автора

Библиотека C имеет стандартную функцию bsearch , объявленную в , именно для этой цели: найти соответствующую запись в таблице записей, отсортированных в порядке возрастания в соответствии с заданной функцией сравнения.

Вот спецификация в стандарте C:

конспект

Описание

bsearch Функция ищет массив nmemb объектов, начальный элемент которого , на которую указывает base , для элемента , который соответствует объект , на который указывает key . Размер каждого элемента массива определяется как size .

Функция сравнения, на которую указывает функция, compar вызывается с двумя аргументами, которые указывают на ключевой объект и на элемент массива в указанном порядке. Функция должна возвращать целое число меньше, равно или больше нуля, если ключевой объект считается, соответственно, меньше, чтобы соответствовать или быть больше, чем элемент массива. Массив должен состоять из: всех элементов, которые сравниваются меньше чем, всех элементов, которые сравниваются равными, и всех элементов, которые сравниваются больше, чем ключевой объект, в этом порядке. 308)

Возвращает


bsearch Функция возвращает указатель на согласующий элемент массива, или нулевой указатель , если совпадение не найдено. Если два элемента сравниваются как равные, то какой элемент соответствует, не определено.

308) На практике весь массив сортируется в соответствии с функцией сравнения.

Эта функция имеет 2 недостатка:

  • если таблица содержит повторяющиеся совпадающие записи, то не указано, какая запись будет возвращена, как подчеркивалось в последнем абзаце выше.
  • функция не может быть использована для определения позиции, в которую нужно вставить запись, если она не найдена в таблице, она просто возвращает нулевой указатель.

Вот простая реализация, которая фиксирует первую точку (она закодирована так, чтобы всегда возвращать совпадающую запись, ближайшую к началу массива) и может быть изменена для обращения ко второй:

Бинарный поиск в C++: подробное руководство

Сегодня мы и изучим его. Также попытаемся ответить на такие вопросы: как бинарный поиск работает в программе, плюсы и минусы его использования у себя в коде и в каких структурах данных можно его применять, а в каких нет. Поехали!

Что такое бинарный поиск

Линейный поиск по сравнению с бинарным — дешевая подделка. Бинарный поиск — очень быстрый алгоритм с не сложной реализацией, который находит элемент с определенным значением в уже отсортированном массиве.

Очень важно помнить! Алгоритм будет работать правильно, только с отсортированным массивом. А если по случайности вы забыли отсортировать массив перед его использованием, то в большинстве случаев тот ответ, который подсчитал алгоритм, будет неверным.

Принцип работы бинарного поиска


Давайте рассмотрим задачку, чтобы понять как работает алгоритм.
Охранной службе морского флота поступило сообщение о том, что некто пытается пронести на корабль бомбу. Диверсант пока находится у причала. Допустим, что в нашем распоряжении имеется прибор, который может определить, есть ли бомба в комнате. Необходимо как можно быстрее определить, у кого находится бомба.

Самым легким и самым долгим по времени решением, будет поочередная проверка пассажиров в комнате с прибором (это линейный поиск). Но это слишком долго.

Давайте сделаем по-другому. Поделим пополам всех пассажиров и разведем их по двум комнатам. Так с помощью прибора мы сможем узнать, в какой из двух комнат находится бомба. В итоге такого маневра мы уменьшим число подозреваемых в два раза. С остальным числом подозреваемых сделаем также: разделим их на две группы и разместим в разных комнатах. Так продолжаем, пока не узнаем кто диверсант.

В задаче выше охранники использовали алгоритм двоичного поиска для нахождения диверсанта. В обычной программе принцип работы бинарного поиска такой же, как и в примере, выше.

Как создать бинарный поиск в C++

Давайте посмотрим как работает бинарный поиск на примере.В примере ниже в строке 9 мы создали массив arr на 10 элементов и в строке 12 предложили пользователю с клавиатуры заполнить его ячейки.

В строке 20 мы предлагаем пользователю ввести ключ (который нужно будет найти в массиве), а дальше мы с бинарным поиском проверим массив на наличие введенного ключа пользователем. Если мы найдем ключ в массиве, то выведем индекс ячейки, в которой находится ключ.

Программирование на C, C# и Java

Уроки программирования, алгоритмы, статьи, исходники, примеры программ и полезные советы

ОСТОРОЖНО МОШЕННИКИ! В последнее время в социальных сетях участились случаи предложения помощи в написании программ от лиц, прикрывающихся сайтом vscode.ru. Мы никогда не пишем первыми и не размещаем никакие материалы в посторонних группах ВК. Для связи с нами используйте исключительно эти контакты: vscoderu@yandex.ru, https://vk.com/vscode

Двоичный поиск на Си

В этой статье поговорим о поиске. Рассмотрим двоичный (бинарный) поиск. Будет представлен его алгоритм, а также пример программы, реализующей поиск элемента в массиве. Разработку будем вести на языке программирования Си.

Перед поиском исходная последовательность должна быть обязательно отсортирована!


Итак, идея двоичного поиска состоит в следующем: искомый элемент сравнивается со средним элементом последовательности. Если значение аргумента поиска меньше среднего элемента, то исходной последовательностью считается массив элементов от 1 до N/2, если значение аргумента поиска больше среднего элемента, то исходной считаем последовательность от N/2 до N. Далее, для новой последовательности этот процесс повторяется. Продолжаем деление пополам интервала поиска до тех пор, пока не будет найден искомый элемент или длина интервала поиска не станет равна единице.

Приведем реализацию алгоритма на языке Си. Функция int binarysearch(int a, int mass[], int n) в качестве аргументов принимает: искомый элемент, указатель на массив элементов и число элементов в этом массиве. В случае успешного поиска binarysearch возвращает позицию искомого элемента в массиве, если аргумент поиска отсутствует в последовательности элементов, то функция возвратит -1.

Двоичный (бинарный) поиск С++

Мы с вами уже разобрались с алгоритмом линейного поиска. В той же статье упоминалось, что это не единственный алгоритм, который дает возможность найти заданное значение в массиве. С уществуют другие алгоритмы поиска. Двоичный (бинарный) поиск является более эффективным (проверяется асимптотическим анализом алгоритмов ) решением в случае, если массив заранее отсортирован.

Предположим, что массив из 12-ти элементов отсортирован по возрастанию:

Пользователь задает искомое значение (ключ поиска). Допустим 4. На первой итерации массив делится на две части (ищем средний элемент – m >

Если ключ меньше значения среднего элемента, алгоритм не будет проводить поиск в той половине массива, которая содержит значения больше ключа (т.е. от среднего элемента до конца массива). Правая граница поиска сместится (midd – 1). Далее снова деление массива на 2.

Ключ снова не равен среднему элементу. Он больше него. Теперь левая граница поиска сместится (midd + 1).

На третьей итерации средний элемент – это ячейка с индексом 3: (3 + 4) / 2 = 3. Он равен ключу. Алгоритм завершает работу.

Bsearch двоичный поиск в массиве

Функция bsearch() выполняет двоичный поиск в отсортированном массиве, адресуемом параметром buf, и возвращает указатель на первый член, который совпадает с ключом-значением, адресуемым параметром key. Количество элементов в массиве задается параметром num, а размер (в байтах) каждого элемента — параметром size.

Для сравнения каждого элемента массива с ключом-значением используется функция, адресуемая параметром compare. Форма записи функции compare должна иметь следующий вид.

Она должна возвращать значения, описанные в следующей таблице.


Сравнение Возвращаемое значение
argl меньше arg2 Меньше нуля
argl равен arg2 Нуль
argl больше arg2 Больше нуля

Массив должен быть отсортирован в порядке возрастания, чтобы по самому младшему адресу содержался наименьший элемент.

Если массив не содержит ключа-значения, возвращается нулевой указатель.

bsearch

Функция bsearch() выполняет двоичный поиск на отсортированном массиве, на который ука­зывает параметр base, и возвращает указатель на первое число, соответствующее ключу, на кото­рый указывает параметр key. Число элементов в массиве задается переменной num, а размер каж­дого элемента указывается в переменной size.

Тип size_t определен в заголовочном файле stdlib.h как unsigned int.

Функция, на которую указывает параметр compare, сравнивает элемент массива с ключом. Она должна иметь следующий прототип:
int func_name(const void *arg1, const void *arg2)

Функция обязана возвращать следующие значения:
Если arg1 меньше, чем arg2, то возвращается величина, меньшая 0.
Если arg1 равен arg2, то возвращается величина 0.
Если arg1 больше, чем arg2, то возвращается число, большее 0.

Массив должен быть отсортирован по возрастанию таким образом, что наименьший адрес со­держит наименьший элемент.

Если массив не содержит ключа, то возвращается нулевой указатель.

Следующая программа читает два символа с клавиатуры и определяет , принадлежат ли они алфавиту :
#include
#include
#inciude

char * alpha = «abcdefghijklmnopqrstuvwxyz» ;
int comp ( const void *, const void * ) ;

int main ( void )
<
char ch ;
char * p ;


do <
printf ( «Enter a character: » ) ;
scanf ( «%c%*c» , & ch ) ;
ch = tolower ( ch ) ;
p = ( char * ) bsearch ( & ch , alpha , 26 , 1 , comp ) ;
if ( p ) printf ( «is in alphabet \n » ) ;
else printf ( «is not in alphabet \n » ) ;
> while ( p ) ;
return 0 ;
>

/* сравнение двух символов */
int comp ( const void * ch , const void * s )
<
return * ( char * ) ch — * ( char * ) s ;
>

Двоичный поиск в массиве

Как бы я реализовать бинарный поиск, используя только массив?

5 ответов

Убедитесь, что ваш массив отсортирован, так как это суть бинарного поиска.

Любая индексированная / произвольная структура данных может быть подвергнута двоичному поиску. Поэтому, когда вы говорите «просто массив», я бы сказал, что массивы — это самая основная / распространенная структура данных, в которой используется бинарный поиск.

Вы можете сделать это рекурсивно (проще всего) или итеративно. Временная сложность двоичного поиска составляет O(log N), что значительно быстрее, чем линейный поиск проверки каждого элемента в O(N). Вот несколько примеров из Википедии: Алгоритм двоичного поиска:

Двоичный поиск в Javascript (ES6)

(Если кому-то нужно)

Вверх дном:

Рекурсия:

Реализовал приведенный ниже код в Java, просто и быстро /** * Бинарный поиск с использованием Recursion * @author asharda * */ public class BinSearch <

Илон Маск рекомендует:  Иконка из Java-приложения
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Кодинг, CSS и SQL