C语言通过二分查找实现猜数字游戏
目录
- 二分查找
- 二分查找的思想
- 二分查找的条件
- 二分查找的实现过程
- 代码举例
- 猜数字游戏
- 游戏说明
- 猜数字游戏思想
- 代码实现
- 整体代码演示
二分查找
题目: 在一个有序数组中查找具体的某个数字n。
首先我们先定义一个1···10的数组 ,如果7为我们要查找的数字,编写代码如下
#include <stdio.h> int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; // 下标 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 int k = 7;//k是要查找的数字 int i = 0; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); //sz为数组元素个数 int flag = 0;// for (i = 0; i < sz; i++) { if (k == arr[i]) { flag = 1; printf("找到了,下标是:%d\n", i); break; } } if (flag == 0) printf("找不到\n"); return 0; }
但是这个代码的效率比较低,需要循环多次,所以我们需要用一个效率较高的方法:二分查找又叫 (折半查找)
二分查找的思想
给你一个有序的序列,取中间元素和目标元素进行对比,取其中的一半,丢弃另一半,快速缩小目标元素所在的位置。主要思想还是:快速缩小目标元素所在的区间。
二分查找的条件
1.序列必须是有序的,升序或者降序都可以
2. 序列必须是顺序存储元素的,顺序存储元素主要是可以快速的获取中间元素(可以通过下标来找到元素)
二分查找的实现过程
分析:假设我们要找的数字为7,在查找过程中要用下标进行查找,此时我们定义左下标为left,右下标为right,中间元素下标为mid,(left+right)/2=mid。当第一次查找没有找到时,从中间下标向左或向右缩短查找范围继续查找,直到找到为止。
以数字7为例:第一次查找(left+right)/2=(0+9)/2=4,下标为4找到的数字为5,此时并没有找到;第二次查找,因为数字5小于数字7,所以mid+1=left,right不变,向右查找,此时(left+right)/2=(5+9)/2=7,下标为7,找到的数字为8,并没有找到;第三次查找,因为数字8大于数字7,所以mid-1=right,左下标不变,向左查找,此时(left+right)/2=(5+6)/2=5,下标为5,找到的数字为6,第四次查找,因为6小于7,所以向右查找,(left+right)/2=(6+6)/2=6,下标为6,找到的数字为7。
代码举例
#include <stdio.h> int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; // 下标 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 int k = 7;//k是要查找的数字 int i = 0; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); //折半查找(二分查找),前提是数组有序 int left = 0; int right = sz - 1; int flag = 0; while (left<=right) { int mid = (left + right) / 2; if (arr[mid] < k) { left = mid + 1; } else if (arr[mid] > k) { right = mid - 1; } else { printf("找到了,下标是:%d\n", mid); flag = 1; break; } } if (flag == 0) printf("找不到\n"); return 0; }
如果left是一个很大的数,right也是一个很大的数,left+right超出整形能表达的最大值,数据溢出,此时(left+right)/2所求的就不是最大值了这时要怎么办呢?
我们让多出的部分除以二在平分,如图所示
代码修改
#include <stdio.h> int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 int k = 7;//k是要查找的数字 int i = 0; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); //折半查找(二分查找),前提是数组有序 int left = 0; int right = sz - 1; int flag = 0; while (left<=right) { int mid = left + (right - left) / 2; if (arr[mid] < k) { left = mid + 1; } else if (arr[mid] > k) { right = mid - 1; } else { printf("找到了,下标是:%d\n", mid); flag = 1; break; } } if (flag == 0) printf("找不到\n"); return 0; }
猜数字游戏
游戏说明
1.电脑生成一个1~100的的随机数
2.猜数字
猜大了 就告诉你:猜大了
猜小了 就告诉你:猜小了
猜对了 就告诉你:恭喜你,猜对了
猜数字游戏思想
首先要打印一个菜单,选择开始游戏还是退出游戏
其次,游戏应该可以玩完一局之后玩一局,为循环进行,利用循环语句构建框架
代码实现
打印菜单
void menu() { printf("*****************************\n"); printf("********* 1. play ********\n"); printf("********* 0. exit ********\n"); printf("*****************************\n"); }
打印结果
打印主函数
int main() { int input = 0; do { menu(); printf("请选择:>"); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: printf("猜数字\n"); break; case 0: printf("退出游戏\n"); break; default: printf("选择错误\n"); break; } } while (input); return 0; }
此时游戏过于简单,选择1要开始游戏,所以我们定义一个游戏函数game()
打印游戏函数
游戏第一步:生成随机数
rand()函数为生成随机数函数,头文件为<stdlib.h>
rand会返回一个0~327637之间的数
使用rand()要搭配srand() 一起使用,srand()是设置随机数生成器,一般用时间戳作为时间的种子,所以使用time函数来获取时间,然后将time函数转换为(unsigned)类型在传给srand函数
void game() { //1. 生成随机数 int ret = rand() % 100 + 1;//0~99+1-->1~100 //2. 猜数字 int guess = 0; while (1) { printf("请猜数字:>"); scanf("%d", &guess); if (guess < ret) { printf("猜小了\n"); } else if (guess > ret) { printf("猜大了\n"); } else { printf("恭喜你,猜对了\n"); break; } } }
整体代码演示
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <time.h> void menu() { printf("*****************************\n"); printf("********* 1. play *******\n"); printf("********* 0. exit ********\n"); printf("*****************************\n"); } // //rand函数会返回一个0~32767之间的随机数 // //时间戳 void game() { //1. 生成随机数 int ret = rand() % 100 + 1;//0~99+1-->1~100 //2. 猜数字 int guess = 0; while (1) { printf("请猜数字:>"); scanf("%d", &guess); if (guess < ret) { printf("猜小了\n"); } else if (guess > ret) { printf("猜大了\n"); } else { printf("恭喜你,猜对了\n"); break; } } } int main() { int input = 0; //设置了随机数的生成器 srand((unsigned int)time(NULL)); //给srand传一个时间戳,是生成的数字足够随机 do { menu(); printf("请选择:>"); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: game(); break; case 0: printf("退出游戏\n"); break; default: printf("选择错误\n"); break; } } while (input); return 0; }
游戏效果演示
以上就是C语言通过二分查找实现猜数字游戏的详细内容,更多关于C语言猜数字的资料请关注我们其它相关文章!