Question

在第2章（2.4.4）中解决了Binary_Search时，作者提到了 ＆＃34;

请注意，变量不能声明为无符号（为什么？）。在个案中如果无符号限定符有问题，我们将不会使用它。如例如，如果unsigned限定符不依赖于数组从零开始，我们将丢弃它。我们不会用它。作为一个例如，如果unsigned限定符不依赖于数组从零开始，我们将丢弃它。我们也会避免使用作为for循环中的计数器的变量的无符号类型，因为通常会改变循环计数器的方向降低和无符号限定符通常适用于前一种情况。例如，练习2.10中的代码没有如果我被宣布为未签名的话。＆＃34;

代码如下：

int binary_search( input_type a[ ], input_type x, unsigned int n )
{
int low, mid, high; /* Can't be unsigned; why? */
/*1*/ low = 0; high = n - 1;
/*2*/ while( low <= high )
{
/*3*/ mid = (low + high)/2;
/*4*/ if( a[mid] < x )
/*5*/ low = mid + 1;
else
/*6*/ if ( a[mid] < x )
/*7*/ high = mid - 1;
else
/*8*/ return( mid ); /* found */
}
/*9*/ return( NOT_FOUND );
}

问：我无法理解变量不能被声明为无符号。为什么无符号限定符有问题？无符号限定符如何将循环计数器的方向从增加变为减少？

Answer 1

如果mid为0，您希望行high = mid - 1;将high设置为-1，这将导致循环停止。

如果变量是无符号的，high将回绕到最大无符号值，这将导致读取超过缓冲区的末尾并可能发生崩溃。

对于倒计时的循环，以下循环永远不会结束：

for (unsigned i = START_VAL; i >= 0; i--) {...}  //WRONG

由于i是无符号的，因此条件i >= 0将始终为真。

Answer 2

这本书的作者是错的，似乎他是一个弱的程序员。:)

首先，使用类型int作为数组的大小是个坏主意。他应该使用标头size_t中定义的类型ptrdiff_t或至少类型<stddef.h>，因为数组的大小值可能大于类型{{1}的值可以容纳。

考虑到处理数组大小的所有C标准函数（例如字符串函数）将相应的参数定义为类型int。

以下是标准函数size_t的声明。

bsearch

这两个参数void *bsearch(const void *key, const void *base, size_t nmemb, size_t size, int (*compar)(const void *, const void *));和nmemb都有size类型。

问题不在于使用有符号或无符号的int类型作为数组大小的类型。问题是如何实现算法。

例如，他可以按照以下方式实施算法，如演示程序中所示

size_t

程序输出

#include <stdio.h>

size_t binary_search( const int a[], int x, size_t n )
{
    size_t low = 0, high = n;

    while ( low < high )
    {
        size_t middle = low + ( high - low ) / 2;

        if ( a[middle] < x )
        {
            low = middle + 1;
        }
        else if ( x < a[middle] )
        {
            high = middle;
        }
        else
        {
            return middle;
        }
    }

    return n;
}   

int main(void) 
{
    int a[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    size_t N = sizeof( a ) / sizeof( *a );

    for ( int i = -1; i <= a[N - 1] + 1; i++ )
    {
        printf( "x = %d: %zu\n", i, binary_search( a, i, N ) );
    }

    return 0;
}

如果您在数组中找不到值，那么该函数将返回等于数组大小的索引。

通常，返回目标元素索引的二进制搜索算法被定义为下限算法。

以下是二进制搜索算法的实现示例，该算法返回目标元素存在或可插入的较低位置。

x = -1: 10
x = 0: 0
x = 1: 1
x = 2: 2
x = 3: 3
x = 4: 4
x = 5: 5
x = 6: 6
x = 7: 7
x = 8: 8
x = 9: 9
x = 10: 10

程序输出可能看起来像

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

size_t binary_search( const int a[], int x, size_t n )
{
    size_t low = 0, high = n;

    while ( low < high )
    {
        size_t middle = low + ( high - low ) / 2;

        if ( a[middle] < x )
        {
            low = middle + 1;
        }
        else
        {
            high = middle;
        }
    }

    return high;
}   

int main(void) 
{
    const size_t N = 10;
    int a[N];

    srand( ( unsigned int )time( NULL ) );

    for ( size_t i = 0; i < N; i++ )
    {
        int value = rand() % ( int )N;

        size_t n = binary_search( a, value, i );

        if ( n != i )
        {
            memmove( a + n + 1, a + n, ( i - n ) * sizeof( int ) );
        }

        a[n] = value;

        for ( size_t j = 0; j < i + 1; j++ )
        {
            printf( "%d ", a[j] );
        }
        putchar( '\n' );
    }

    return 0;
}

如您所见，在算法的实现中未使用签名8 1 8 1 5 8 0 1 5 8 0 1 5 5 8 0 0 1 5 5 8 0 0 1 2 5 5 8 0 0 1 2 2 5 5 8 0 0 1 2 2 5 5 8 9 0 0 1 2 2 5 5 5 8 9类型。

至于其他答案中显示的循环

int

然后它又被错误地写了。在这种情况下，应该使用for (unsigned i = START_VAL; i >= 0; i--) {...} //WRONG循环而不是for循环，例如

do-while

C中数据结构和算法分析中的二进制搜索

2 个答案: