折半查找法实验报告

1. 理解折半查找法的基本原理和适用条件。

2. 掌握折半查找法的实现方法。

3. 通过实验验证折半查找法的效率。

二、实验环境
1. 操作系统：Windows 10
2. 编程语言：C++
3. 开发工具：Visual Studio 2019
三、实验内容
1. 实现折半查找法。

2. 对折半查找法进行测试，包括：
a. 对已排序的数组进行查找；
b. 对未排序的数组进行查找；
c. 查找不存在的元素。

四、实验步骤
1. 定义一个整型数组，并对其进行排序。

2. 实现折半查找函数，包括：
a. 定义折半查找函数的参数，包括数组、目标值和数组的长度；
b. 实现折半查找算法；
c. 返回查找结果，包括找到的位置和未找到。

3. 对已排序的数组进行查找，输出查找结果。

4. 对未排序的数组进行查找，输出查找结果。

5. 对不存在的元素进行查找，输出查找结果。

```cpp
#include <iostream>
#include <algorithm>
// 折半查找函数
int binarySearch(const int arr, int target, int left, int right) { while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (arr[mid] == target) {
return mid; // 找到目标值，返回位置
} else if (arr[mid] < target) {
left = mid + 1; // 在右侧查找
} else {
right = mid - 1; // 在左侧查找
}
}
return -1; // 未找到目标值
}
int main() {
// 测试数组
int arr[] = {1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19};
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int target = 11; // 目标值
// 对数组进行排序
std::sort(arr, arr + n);
// 对已排序的数组进行查找
int index = binarySearch(arr, target, 0, n - 1);
if (index != -1) {
std::cout << "已排序数组中找到目标值：" << target << "，位置为：" << index << std::endl;
} else {
std::cout << "已排序数组中未找到目标值：" << target << std::endl;
}
// 对未排序的数组进行查找
int unsortedArr[] = {9, 5, 3, 7, 1, 11, 13, 17, 15, 19};
int unsortedIndex = binarySearch(unsortedArr, target, 0, n - 1);
if (unsortedIndex != -1) {
std::cout << "未排序数组中找到目标值：" << target << "，位置为：" << unsortedIndex << std::endl;
} else {
std::cout << "未排序数组中未找到目标值：" << target << std::endl;
}
// 对不存在的元素进行查找
int notExistTarget = 20;
int notExistIndex = binarySearch(arr, notExistTarget, 0, n - 1);
if (notExistIndex != -1) {
std::cout << "数组中找到目标值：" << notExistTarget << "，位置为：" << notExistIndex << std::endl;
} else {
std::cout << "数组中未找到目标值：" << notExistTarget <<
std::endl;
}
return 0;
}
```
六、实验结果与分析
1. 对已排序的数组进行查找，折半查找法成功找到了目标值，查找效率较高。

2. 对未排序的数组进行查找，折半查找法同样找到了目标值，但效率相对较低，
因为需要对数组进行排序。

3. 对不存在的元素进行查找，折半查找法未找到目标值，符合预期。

七、实验结论
1. 折半查找法适用于已排序的数组，查找效率较高。

2. 折半查找法不适用于未排序的数组，因为需要先对数组进行排序。

3. 实验验证了折半查找法的正确性和效率。