C++冒泡排序及折半查找

下面是C++中实现冒泡排序和折半查找（又称二分查找）的代码示例。这个程序将包含两个主要部分：首先对数组进行排序，然后在排序后的数组中进行折半查找。

冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地遍历要排序的列表，依次比较相邻的元素，如果它们的顺序错误就交换它们的位置，直到没有元素需要交换为止。

折半查找

折半查找是一种高效的查找算法，前提是数组必须是有序的。它通过反复将查找范围缩小一半来快速定位目标值。

实现代码

以下是完整的C++程序，包括冒泡排序和折半查找的实现：

#include <iostream>

// 冒泡排序函数
void bubbleSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; ++i) {
        for (int j = 0; j < n - i - 1; ++j) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                // 交换arr[j]和arr[j + 1]
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

// 折半查找函数
int binarySearch(int arr[], int n, int target) {
    int left = 0, right = n - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        // 检查mid位置的元素
        if (arr[mid] == target) {
            return mid;
        } else if (arr[mid] < target) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return -1; // 未找到目标值
}

int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    // 输出未排序数组
    std::cout << "未排序数组: ";
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 对数组进行冒泡排序
    bubbleSort(arr, n);

    // 输出已排序数组
    std::cout << "已排序数组: ";
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 折半查找目标值
    int target = 25;
    int result = binarySearch(arr, n, target);
    if (result != -1) {
        std::cout << "目标值 " << target << " 在数组中的索引为: " << result << std::endl;
    } else {
        std::cout << "目标值 " << target << " 不在数组中" << std::endl;
    }

    return 0;
}

代码说明

1. 冒泡排序函数：

• 外层循环控制排序的趟数，内层循环执行相邻元素的比较和交换。

• if (arr[j] > arr[j + 1]) 用于判断是否需要交换相邻元素。

2. 折半查找函数：

• 使用 left 和 right 指针定义查找的范围。

• 通过 mid = left + (right - left) / 2 计算中间位置。

• 根据 arr[mid] 与目标值的比较结果调整查找范围。

3. 主函数：

• 初始化一个数组并输出未排序的数组。

• 调用 bubbleSort 函数对数组进行排序，并输出排序后的数组。

• 调用 binarySearch 函数在排序后的数组中查找目标值，并输出查找结果。

运行程序

1. 编译程序：使用 g++ 编译器，命令如下：

   g++ bubble_sort_and_binary_search.cpp -o bubble_sort_and_binary_search

2. 运行程序：

   ./bubble_sort_and_binary_search

运行结果将显示未排序的数组、排序后的数组以及目标值的查找结果。