如何在 Perl 中进行整数除法或如何使我的二进制搜索工作？

Question

我正在尝试实现二进制搜索。这是我的代码：

#!/usr/bin/perl
#use strict;
use warnings;

@array = (1..100);
$number = <STDIN>;
$low = 0;
$high = $#array;

while($low < $high){
    print "Searcing $low ---- $high \n";
    $mid = $low + ($high - $low)/2;
    if($array[$mid] == $number){
        print "Found in index:" . $mid;
        last;
    }
    elsif($array[$mid] < $number){
        $low = $mid + 1;
    }
    else{
        $high = $mid - 1;
    }   
}

但它不起作用，尽管它是一个直接的实现（至少它会在 Java 中）。
似乎我在划分时得到浮点值并且无法搜索。如果我提供 5 作为输入，我会得到垃圾：

5  
Searcing 0 ---- 99  
Searcing 0 ---- 48.5  
Searcing 0 ---- 23.25  
Searcing 0 ---- 10.625  
Searcing 0 ---- 4.3125  
Searcing 3.15625 ---- 4.3125  

如何使它使用整数以便我可以索引数组？
此外，如果我取消注释 use strict 我会收到以下错误。他们的意思是什么？

Global symbol "@array" requires explicit package name at D:\Development\Perl\chapter3\binarySearch.pl line 6.  
Global symbol "$number" requires explicit package name at D:\Development\Perl\chapter3\binarySearch.pl line 9.  
Global symbol "$low" requires explicit package name at 

Answer 1

my $int = int 5 / 2;
print $int;

打印 2。

Answer 2

两个深奥的解决方案。除非您真的很无聊或其他什么，否则不要实际使用这些。

1. use integer -- 强制 Perl 将所有数值视为整数的编译指示。它可以在本地范围内，因此不会破坏程序中的所有数据

   while($low < $high){
       print "Searcing $low ---- $high \n";
       {
           use integer;
           $mid = $low + ($high - $low)/2;
       }
       if($array[$mid] == $number){
           print "Found in index:" . $mid;
           last;
       }
       elsif($array[$mid] < $number){
           $low = $mid + 1;
       }
       else{
           $high = $mid - 1;
       }   
   }
   

2. Perl 有一些特殊的变量$=、$- 和$%，无论你分配给它们什么，它们都只会保存整数值。直接使用它们

   $- = $low + ($high - $low) / 2;
   if ($array[$-] == $number) { ...
   

   或作为中间体

   my $mid = $- = $low + ($high - $low) / 2;
   if ($array[$mid] == $number) { ...
   

   使用像这样的魔法变量对code golf 很方便，并且会激怒你的同事，但除此之外就没什么了。

Answer 3

您应该使用函数int。

除此之外，您还需要 use strict; 并使用 my 来确定变量的范围。这将捕获您可能错过的错误。只需像这样声明它们：

my @array = (1..100);
chomp(my $number = <STDIN>);
my $low = 0;
my $high = $#array;

my $mid = int ($low + ($high - $low)/2);

您也可以考虑使用chomp，从输入中删除换行符。

Answer 4

使用旧的>> 1 而不是/2。

例子：

perl -e 'BEGIN { print 5/2, " : ", 5>>1}'

输出：

2.5 : 2

并使用（备用减法）：

my $mid = ($low + $high) >> 1;

Answer 5

你的代码有很多问题。

• 您禁用了strict。

  大概是因为下一个问题。

• 您没有声明任何变量，my 或 our 甚至 use vars。

  our @array = 1..100;
  use vars qw'$mid $low $high';
  my $number = <STDIN>
  

• 你太担心溢出了。这不是 C。

  如果你的数字会溢出一个整数，它就会变成一个浮点数。

  my $mid = $low + ($high - $low)/2;
  

  应该只是：

  my $mid = ($high + $low)/2;
  

• 您希望除法中的整数。

  my $mid = ($high + $low)/2;
  

  如果你真的想要一个整数，只需使用int。

  my $mid = int( ($high + $low)/2 );
  

• 您没有从$number 末尾删除换行符

  chomp($number);
  

• 你有一个错误。

  while($low < $high){
  

  应该是

  while($low <= $high){
  

  这确实是你的主要问题。

#! /usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my @array = 1..100;
my $number = <STDIN>;
chomp $number;
my $low = 0;
my $high = $#array;

while($low <= $high){
    my $mid = int( ($high + $low)/2 );
    printf "Searching %2d .. (%2d) .. %2d\n", $low, $mid, $high;
    if($array[$mid] == $number){
        print "Found $number at index mid $mid\n";
        last;
    }elsif($array[$mid] < $number){
        $low = $mid + 1;
    }else{
        $high = $mid - 1;
    }
}

不过，这并不是真正的 Perlish。

#!/usr/bin/perl
use strict;
use warnings;
use List::MoreUtils qw'first_index';

my @array = 1..100;
my $number = <STDIN>;
chomp $number;

my $index = first_index { $_ == $number } @array;
print "Found $number at index ", $index if $index != -1;

或者更奇怪的是

#! /usr/bin/env perl
use strict;
use warnings;

my @array = 1..100;
my $number = <STDIN>;
chomp $number;

my $char = join '', map chr, @array;

my $index = index $char, chr $number;
print "Found $number at index $index\n" if $index != -1;

这适用于不超过UV max 或(2 ** 72) - 1 中较小者的数字。
在 64 位版本上为 18,446,744,073,709,551,615，在 32 位版本上为 4,294,967,295。

Answer 6

首先，

my $mid = $low + ($high - $low)/2

可以简化为

my $mid = ($high + $low)/2;

您可以使用int获取积分部分

my $mid = int( ($high + $low)/2 );

或者您可以利用位移是整数除以 2 这一事实。

my $mid = ($high + $low) >> 1;

另见：Flexible Binary Search Function