关于c中的二分搜索算法的问题

Question

在搜索数组中不存在的元素时，我对理解代码的行为感到困惑。

1. 我要查找的元素索引的结果始终为零，同时将其声明为int index;。
2. 我正在寻找的元素索引的结果是随机数，同时将其声明为size_t index; 在下面的代码中将变量索引声明为int index; 和size_t; 有什么区别。

代码

#include <stdio.h>
#define SIZE 5
int main(void)
{
    int numbers[SIZE]={1,2,3,4,5};
    int search =0; // This variable define the required number i am searching for 
    int start = 0 ;
    int end = SIZE-1 ;
    size_t index;
    while (start <= end)
    {
        int middle = (start+end)/2;
        if  (search == numbers[middle])
        {
            index = middle;
        }
        if (search > numbers[middle])
        {
            start = middle+1 ;
        }
        else
        {
            end= middle-1 ;
        }
    }
    printf("The index of the element is %d",index);
return 0;
}

Answer 1

基本问题是index 未初始化，并且当您找不到要搜索的内容时，它永远不会被分配。由于printf 语句在这种情况下访问未初始化的变量，因此您的代码具有未定义的行为，即任何事情都可能发生 - 包括打印各种数字。

我要查找的元素索引的结果在声明为int索引时始终为零；

那是“碰巧”

我要查找的元素索引的结果是随机数，同时声明为size_t索引；

那也是“碰巧”

Answer 2

您可以采取以下一些措施来改进您的代码：

1. 由于该数组是静态定义的，因此无需在[] 中包含SIZE 定义。像这样声明它int numbers[]={1,2,3,4,5}; 而不是这个int numbers[SIZE]={1,2,3,4,5};。让编译器为您计算。
2. 将index 初始化为某个值（即index = 0;）。这是问题的主要原因，它给程序引入了未定义的行为。
3. 将size_t index 的类型更改为int index 程序中声明的每个变量都是int，并且程序将index 视为int。所以最好是int 以避免混淆。

4. 将其设为else if 子句，而不仅仅是if：

   else if (search > numbers[middle])
   {
       start = middle+1 ;
   }   
   

5. 添加另一种情况以在数据集中缺少要搜索的值时使程序正常失败。如，printf("Data not found: %d", search);

算法仍然不是 100% 并且有一些缺陷，但我会留给你来解决这个问题。我希望这些信息对您有所帮助！

最好的问候！

Answer 3

问题是，index的值没有初始化。

将变量初始化为 0 并不能解决您的问题。 因为你使用index来返回数组元素的位置。

通过初始化 index = 0 将为数组中不存在的元素以及数组的第一个元素提供相同的结果。

更好的方法是初始化为size_t index = -1;

因此数组中不存在的元素的结果将是 b -1。

还要检查 printf 语句中使用的访问说明符，以获取 size_t 数据类型。可以的，

printf("The index of the element is %ld",index);

Answer 4

您没有为 size_t 使用正确的说明符，它不是 %d。

尝试使用 %zd 或 %ld 就可以了。

此外，在 while 循环之后添加它，以便当元素不存在于数组中时它不会显示奇怪的索引值。

if(start>end) {
   printf("That number is not present in the array");
   return 0;
}

并在条件if (search == numbers[middle]) 下移动printf("The index of the element is %d",index); 行。这样即使数组中存在“此数字不存在”，您也不会得到。 有关您的代码的更正版本，请参阅https://code.hackerearth.com/80043dg?key=7b325b26aec0f5425b76cc3efbdc93cf