二分查找访问超出范围的索引答案

【问题标题】：Binary search accessing out of range index二分查找访问超出范围的索引
【发布时间】：2017-01-10 05:37:50
【问题描述】：

这是代码：

char binarySearch(unsigned int target, int* primes, unsigned int size){
    int* ptrToArray = primes;
    unsigned int first = 0;
    unsigned int last = size;

    while (first <= last){
        unsigned int middle = first + (last - first) / 2;
        printf("first: %d, last: %d, middle: %d\n", first, last , middle);

        if (ptrToArray[middle] == target){
            return 1;
        }

        if (ptrToArray[middle] < target){
            first = middle + 1;
        }else{
            last = middle - 1;
        }
    }
    return 0;
}

这是输出：

我一直盯着这种平静的代码看不止一个，但仍然无法弄清楚缺陷在哪里。

【问题讨论】：

@Thomas 是的，没错。
如果size 不是有效值，您必须处理这种情况。
另外，简单的数学简化了first + (last - first) / 2，所以更清楚的是它是中间的。
也就是说如果size <= 0，你应该返回一些错误让用户知道数组不正确。
尝试 unsigned int last = size-1;而不是 unsigned int last = size;

标签： c arrays algorithm search

【解决方案1】：

如果middle 是0，则在调试输出接近尾声时，声明

last = middle - 1

导致整数溢出；条件需要修改一下。

【讨论】：

可能是：last = (middle > 0)? middle - 1 : 0;？
last = middle;，就是这样。你总会得到一个新的middle
@Ziezi 没有负数，所以使用unsigned int 是安全的，不会引起别人说什么，除了middle - 1，所以这是正确答案。请注意，middle = (first + last) / 2 始终是正数，您只是以带有- 符号的方式编写它，对于没有经验的人来说可能看起来很危险。

【解决方案2】：

问题在于您将索引变量（first、last、middle）定义为unsigned int，而在您的逻辑中，last 实际上可以变为负数。但是，在这种情况下，由于它们被定义为 unsigned 并且由于负数的 2 的补码表示的工作方式，while 循环中的条件仍然为真。

请看以下示例代码进行说明：

#include <stdio.h>

int main() {
  /* defining the variables as unsigned */
  unsigned int first_u = 0;
  unsigned int last_u = -1;

  if (first_u <= last_u)
    printf("less than\n");
  else
    printf("greater or equal\n");

  /* defining the variables as signed */
  int first_s = 0;
  int last_s = -1;

  if (first_s <= last_s)
    printf("less than\n");
  else
    printf("greater or equal\n");

  return 0;
}

除此之外，您应该在while 条件中使用<，或者将last 的初始值定义为size-1。否则，如果您要搜索的元素大于数组中的最后一个元素，则会超出范围。

【讨论】：

【解决方案3】：

当您查找不在数组中的元素时，您可能会超出范围，并且大于数组，因为当last 和first 在while (first <= last) 中彼此相等时允许保持迭代/p>

想想当你发送一个空数组时会发生什么：size == 0:

first = 0, last = 0，因此：(first <= last) == true。
然后，middle = 0 + (0 - 0)/2 = 0，接下来您访问的是超出范围的ptrToArray[0]。

【讨论】：

【解决方案4】：

首先中间的负值是由于溢出（无符号整数）。

另外我认为你应该有： unsigned int last = size-1 因为如果 first 等于 last=size 你将使用 ptrToArray[middle] 和 middle=size 所以它将超出数组范围。这也将解决上面提到的 size =0 的情况。

最后，为了让您的代码更易于阅读，您可以编写： middle =(first+last)/2 是 [first,last] 空格的中间，equals to first+(last-first)/2。

【讨论】：