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如何用指针实现数组的二分查找 指针版本的经典算法实现

P粉602998670

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发布时间:2025-08-19 09:52:01

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来源于php中文网

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用指针实现的二分查找是通过移动左右指针缩小范围来高效查找目标值的方法。其核心在于使用指针代替数组下标操作,适用于底层开发或内存操作场景。具体步骤为:1. 定义left和right指针分别指向数组首尾;2. 计算中间指针mid并比较*mid与target的大小;3. 根据比较结果调整left或right的位置直至找到目标或确定不存在。注意事项包括:确保指针运算合法、正确设置循环条件(left

如何用指针实现数组的二分查找 指针版本的经典算法实现

二分查找是处理有序数组时非常高效的算法,用指针实现的话,其实逻辑和普通下标版本差不多,只是操作方式换成了指针而已。重点在于通过移动左右指针来缩小查找范围,直到找到目标或者确定不存在为止。

如何用指针实现数组的二分查找 指针版本的经典算法实现

什么是用指针实现的二分查找?

所谓“指针版本”,其实就是不使用数组下标(比如

arr[i]
),而是通过指向数组起始位置和结束位置的指针来进行操作。这在一些底层开发或算法训练中会更贴近内存操作的本质。

如何用指针实现数组的二分查找 指针版本的经典算法实现

举个简单的例子:
假设有一个升序排列的数组

int arr[] = {1, 3, 5, 7, 9, 11};
,我们要找数字 7。
我们可以定义两个指针:
left
指向数组开头,
right
指向末尾。中间值就是
*(mid = left + (right - left) / 2)
,然后根据比较结果调整
left
right
的位置。


如何用指针写一个通用的二分查找函数?

这里是一个 C 语言风格的伪代码结构:

如何用指针实现数组的二分查找 指针版本的经典算法实现
int* binary_search(int* left, int* right, int target) {
    while (left <= right) {
        int* mid = left + (right - left) / 2;
        if (*mid == target) return mid;
        else if (*mid < target) left = mid + 1;
        else right = mid - 1;
    }
    return NULL; // 没找到
}

几点说明:

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  • 函数返回的是一个指向目标值的指针,如果没找到就返回 NULL。
  • 参数传入的是
    left
    right
    指针,而不是数组加长度的方式。
  • 中间点计算用的是
    left + (right - left) / 2
    ,避免溢出问题。

使用指针版二分查找需要注意什么?

有几个细节容易出错,需要特别注意:

  • 指针运算要合法:只能在同一个数组内部做指针相减,否则行为未定义。
  • 循环终止条件是
    left <= right
    :因为当只剩一个元素时也需要判断。
  • 指针移动要正确:每次更新
    left
    right
    要移动到中间点的下一个或前一个位置,否则可能死循环。
  • 返回值处理:如果没有找到,通常返回 NULL;如果要插入位置,可以返回
    left
    指针的位置。

实际使用场景举例

比如你在处理一段连续内存区域的数据,或者在封装一个通用容器库的时候,不想暴露数组下标信息,就可以使用这种指针版本的二分查找。

再比如,在排序算法中配合使用,例如:

  • 在插入排序中查找插入位置;
  • 在归并排序后对部分数据进行快速定位;
  • 在某些查找树结构模拟中作为辅助工具

基本上就这些。指针版本的二分查找虽然看起来有点绕,但只要理解了指针之间的关系和边界控制,其实并不难掌握。

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