C#二分查找算法設計實現

1.介紹

二分查找也稱折半查找（Binary Search），它是一種效率較高的查找方法。但是，折半查找要求線性表必須采用順序存儲結構，而且表中元素按關鍵字有序排列。(記住了前提要求是順序存儲結構，而且要有序排序，所以說對於一個無序的是沒法用二分查找的）

2.查找算法過程

舉例就一個int類型數組為例 比如int[] intArray；

假設數組中元素是按升序排列，將數組中間位置記錄的關鍵字與查找關鍵字比較，如果兩者相等，則查找成功；否則利用中間位置記錄將表分成前、后兩個子表，如果中間位置記錄的關鍵字大於查找關鍵字，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表。重復以上過程，直到找到滿足條件的記錄，使查找成功，或直到子表不存在為止，此時查找不成功。

復雜度：O（lg n），n為要查找的元素個數。

3.算法要求

1. 必須采用順序存儲結構。
2. 必須按關鍵字大小有序排列。

4.算法實現

這里以C#代碼實現  

4.1遞歸方法

        /// <summary>
        /// 二分查找遞歸實現
        /// </summary>
        /// <param name="arr">數組</param>
        /// <param name="low">開始索引 0</param>
        /// <param name="high">結束索引 </param>
        /// <param name="key">要查找的對象</param>
        /// <returns>返回索引</returns>
        public static int BinarySearch(int[] arr, int low, int high, int key)
        {
            int mid = (low + high) / 2;//中間索引
            if (low > high)
                return -1;
            else
            {
                if (arr[mid] == key)
                    return mid;
                else if (arr[mid] > key)
                    return BinarySearch(arr, low, mid - 1, key);
                else
                    return BinarySearch(arr, mid + 1, high, key);
            }
        }

4.2While循環實現

        /// <summary>
        /// 二分查找While循環實現
        /// </summary>
        /// <param name="nums">數組</param>
        /// <param name="low">開始索引</param>
        /// <param name="high">結束索引</param>
        /// <param name="target">要查找的對象</param>
        /// <returns>返回索引</returns>
        public static int BinaryWhile(int[] nums, int low, int high, int target)
        {
            while (low <= high)
            {
                int middle = (low + high) / 2;
                if (target == nums[middle])
                {
                    return middle;
                }
                else if (target > nums[middle])
                {
                    low = middle + 1;
                }
                else if (target < nums[middle])
                {
                    high = middle - 1;
                }
            }
            return -1;
        }

5.測試代碼

        static void Main(string[] args)
        {
            int[] intArray = new int[] { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
            int result = BinarySearch(intArray,0,intArray.Length-1,5);
            Console.WriteLine(result.ToString());
            Console.WriteLine("-------------------------------------------");
            int resuleWhile = BinaryWhile(intArray,0,intArray.Length-1,5);
            Console.WriteLine(resuleWhile.ToString());
            Console.Read();
        }

6.輸出結果

7.源代碼工程下載

源碼工程項目文件下載