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C++数组查找方法 线性二分查找实现

P粉602998670

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发布时间:2025-08-26 11:48:02

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线性查找从头遍历数组比较元素,找到则返回索引,否则返回-1;二分查找要求有序数组,通过比较中间值缩小范围,时间复杂度O(log n),效率更高。

c++数组查找方法 线性二分查找实现

在C++中,数组查找常用的方法有线性查找和二分查找。线性查找适用于无序数组,时间复杂度为O(n);二分查找效率更高,时间复杂度为O(log n),但要求数组必须有序。下面分别介绍这两种方法的实现方式。

线性查找实现

线性查找从数组的第一个元素开始,逐个比较目标值与数组元素,直到找到匹配项或遍历完整个数组。

实现步骤:

  • 遍历数组中的每一个元素
  • 如果当前元素等于目标值,返回其索引
  • 如果遍历结束仍未找到,返回-1表示未找到
示例代码:
#include 
using namespace std;

int linearSearch(int arr[], int size, int target) { for (int i = 0; i < size; ++i) { if (arr[i] == target) { return i; // 返回找到的索引 } } return -1; // 未找到 }

int main() { int arr[] = {5, 3, 8, 1, 9, 2}; int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int target = 1; int result = linearSearch(arr, size, target); if (result != -1) { cout << "元素在索引 " << result << " 处找到。" << endl; } else { cout << "元素未找到。" << endl; } return 0; }

二分查找实现

二分查找通过不断缩小查找范围,每次将中间元素与目标值比较,决定向左或右继续查找。

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实现前提:数组必须是有序的(升序或降序)。

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实现逻辑:

  • 设置左边界left = 0,右边界right = size - 1
  • 计算中间位置mid = left + (right - left) / 2(防止溢出)
  • 比较arr[mid]与target
  • 若相等,返回mid;若target更小,搜索左半部分;否则搜索右半部分
  • 重复直到left
示例代码:
#include 
using namespace std;

int binarySearch(int arr[], int size, int target) { int left = 0; int right = size - 1;

while (left <= right) {
    int mid = left + (right - left) / 2;

    if (arr[mid] == target) {
        return mid;
    } else if (arr[mid] < target) {
        left = mid + 1;
    } else {
        right = mid - 1;
    }
}
return -1;  // 未找到

}

int main() { int arr[] = {1, 2, 3, 5, 8, 9}; // 有序数组 int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int target = 5; int result = binarySearch(arr, size, target); if (result != -1) { cout

使用STL中的查找方法

C++标准库提供了便捷的查找函数,可简化代码。

  • std::find:用于线性查找,适用于任意数组或容器
  • std::binary_search:判断元素是否存在(返回bool)
  • std::lower_bound:返回第一个不小于target的迭代器,可用于获取索引
示例代码:
#include 
#include 
using namespace std;

int main() { int arr[] = {1, 2, 3, 5, 8, 9}; int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int target = 5;

// 使用 binary_search 判断是否存在
bool found = binary_search(arr, arr + size, target);
if (found) {
    cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "元素存在。" zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn endl;
}

// 使用 lower_bound 获取索引
int* pos = lower_bound(arr, arr + size, target);
if (*pos == target) {
    cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "索引为:" zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn (pos - arr) zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn endl;
}
return 0;

}

基本上就这些。线性查找简单直接,适合小数组或无序数据;二分查找效率高,适合大而有序的数组。根据实际需求选择合适的方法。

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