查找

查找，是指在一些数据元素中，通过一定的方法找出与给定关键字相同的数据元素的过程。

列表查找（线性表查找）：从列表中查找指定元素

输入：列表，待查找元素

输出：元素下标（未查找到元素时返回-1）

顺序查找（线性查找）

顺序查找（linear search）

也叫线性查找（linear search），从列表的第一个元素开始，顺序的进行查找，直到找到元素或搜索到列表的最后一个元素为止。

代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define ARR_SIZE 10

int linear_search(const int *arr, const int n, const int val)
{
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        if (arr[i] == val)
            return i;
    }

    return -1;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    srand(time(NULL));

    int arr[ARR_SIZE] = {0};
    printf("arr = "); 
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++)
    {
        arr[i] = rand()%10 + 1;
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    int val = rand()%10 + 1;
    printf("search val = %d\n", val);
    int index = linear_search(arr, ARR_SIZE, val);
    printf("index = %d\n", index);

    return 0;
}

结果：

时间复杂度：O(n)

顺序查找算法最差的情况，需要循环n次，所以该算法的时间复杂度为O(n)

二分查找法

二分查找法（binary）

又叫折半查找，从有序的列表初始选区[0 n-1]开始，即下标left = 0，right = n - 1，通过待查找的值与候选区中间（即下标为mid）的值继续比较。可以使候选区减少一半。

代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define ARR_SIZE 10

int binary_search(const int *arr, const int n, const int val)
{
    int left = 0;
    int right = n-1;
    int mid;

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

        if (arr[mid] == val)  
            return mid;
        else if (arr[mid] > val) //候选区在left
            right = mid - 1;
        else //候选区在right
            left = mid + 1;

    }

    return -1;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    srand(time(NULL));

    int arr[ARR_SIZE] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
    printf("arr = "); 
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");

    int val = rand()%10 + 1;
    printf("search val = %d\n", val);
    int index = binary_search(arr, ARR_SIZE, val);
    printf("index = %d\n", index);

    return 0;
}

结果：