前言

此专栏包含408考研数据结构全部内容，除其中使用到C++引用外，全为C语言代码。使用C++引用主要是为了简化指针的使用，避免二重指针的出现。

二分查找仅适用于有序的顺序表，对于如链表等不可采用二分查找。

已完成内容

[数据结构]：01-顺序表（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：02-单链表（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：03-栈（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：04-循环队列（数组）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：05-循环队列（链表）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：06-队列（链表带头结点）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：07-二叉树（无头结点）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

[数据结构]：08-顺序查找（顺序表指针实现形式）（C语言实现）_Chandni.的博客-CSDN博客

二分查找实现

01-开发环境

语言：C/C++14

编译器：MinGW64

集成开发环境：CLion2022.1.3

02-文件布局

请在CLion集成开发环境中创建C++可执行程序，否则无法运行，原因上面已解释。

03-代码

01-主函数

用于测试顺序查找，初始化形式为随机数生成。

// 顺序表以指针形式实现(申请堆空间，可动态控制顺序表大小)--数组实现形式不可以动态控制顺序表大小
#include "./Head/PSeqSearchData.h"
#include "./Source/PSeqListFunction.cpp"
#include "./Source/SearchFunction.cpp"

int main() {
    // 初始化
    PSeqList PSList;
    int Length = 10; // 实际所存元素个数
    PSeqListCreate(PSList, Length);
    PSeqListPrint(PSList);

    // 顺序查找
    ElemType Value;
    int pos;
    scanf("%d", &Value);
    pos = SequenceSearch(PSList, Value);
    if (pos != -1) {
        printf("Search Success.\n%d at position %d\n", Value, pos);
    } else {
        printf("Search False.\n");
    }

    // 二分查找
    // 排序函数
    qsort(PSList.data, PSList.ListLength, sizeof(ElemType), compare);
    PSeqListPrint(PSList);
    scanf("%d", &Value);
    pos = HalfSearch(PSList, Value);
    if (pos != -1) {
        printf("Search Success.\n%d at position %d\n", Value, pos);
    } else {
        printf("Search False.\n");
    }
    return 0;
}

02-头文件

用于存储结构体和常量等。

//
// Created by 24955 on 2023-03-02.
// 顺序表以指针形式实现(申请堆空间，可动态控制顺序表大小)-数组实现形式不可以动态控制顺序表大小
//

#ifndef INC_01_SEQUENCESEARCH_PSEQSEARCHDATA_H
#define INC_01_SEQUENCESEARCH_PSEQSEARCHDATA_H
// 头文件
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

// 常量
typedef int ElemType;

// 结构体
// 顺序表结构体(以指针形式实现)
typedef struct {
    ElemType *data;
    int ListLength;
}PSeqList;
#endif //INC_01_SEQUENCESEARCH_PSEQSEARCHDATA_H

03-PSeqListFunction.cpp

用于存储顺序表（指针形式）创建、打印等函数。

//
// Created by 24955 on 2023-03-02.
// 顺序表以指针形式实现(申请堆空间，可动态控制顺序表大小)--数组实现形式不可以动态控制顺序表大小
// 不使用哨兵
//
// 顺序表初始化
void PSeqListCreate(PSeqList &PSList, int Length) {
    /*
     * 1. 为顺序表申请堆空间
     * 2. 根据Length大小设置顺序表长度
     * 3. 随机数初始化顺序表*/
    PSList.ListLength = Length;
    PSList.data = (ElemType *) malloc((PSList.ListLength) * sizeof(ElemType));
    srand(time(NULL));
    for (int i = 0; i < PSList.ListLength; i++) {
        PSList.data[i] = rand() % 100;
    }
}

// 顺序表打印输出
void PSeqListPrint(PSeqList PSList) {
    /*
     * 1. 0号元素为哨兵因此从1号元素开始打印输出*/
    for (int i = 0; i < PSList.ListLength; i++) {
        printf("%3d", PSList.data[i]);
    }
    printf("\n");
}

// 比较-用于qsort函数
int compare(const void *left, const void *right) {
    /*
     * 1. 函数名字中存储的为函数的入口地址
     * 2. qsort函数规定若left指针所指向的值大于right指针指向的值，返回正值；小于返回负值；等于返回0
     * 3. left， right 是任意两个元素的地址值*/
    return *(ElemType *) left - *(ElemType *) right; // 从小到大
    //return *(ElemType*)right - *(ElemType*)left; // 从大到小
}

04-SearchFunction.cpp

用于存储查找函数。

//
// Created by 24955 on 2023-03-02.
// 顺序表以指针形式实现(申请堆空间，可动态控制顺序表大小)--数组实现形式不可以动态控制顺序表大小
// 不使用哨兵
//
// 顺序表查找
int SequenceSearch(PSeqList PSList, ElemType Value) {
    /*
     * 1. 若查找到返回元素当前位置
     * 2. 若存在多个相同元素，则返回第一个匹配元素的所在位置
     * 3. 未查找到返回-1*/
    for (int pos = 0; pos < PSList.ListLength; pos++) {
        if (PSList.data[pos] == Value) {
            return pos + 1;
        }
    }
    // 未查到返回 -1
    return -1;
}

// 折半查找(二分查找)
int HalfSearch(PSeqList PSList, ElemType Value) {
    /*
     * 1. 初始化low,high标识位
     * 2. 比较元素值大小进行二分查找
     * 3. 查到返回元素位置，未查到返回-1*/
    int low = 0, high = PSList.ListLength - 1, mid;
    while (low <= high) {
        mid = (low + high) / 2;
        if (PSList.data[mid] == Value) {
            return mid + 1;
        } else if (PSList.data[mid] > Value) {
            high = mid - 1;
        } else {
            low = mid + 1;
        }
    }
    // 未查到返回 -1
    return -1;
}