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只有10程序员能正确实现二分查找算法万芳

发布时间:2020-02-14 12:29:49 阅读: 来源:贡缎厂家

只有10%程序员能正确实现二分查找算法-CSDN.NET

有一些讲编程的图书,我会从头到尾、一字不落地反复研读;还有一些讲编程的图书,我已经看过好几遍了,但每次差不多都是只看其中的一章。乔恩 本特利(Jon Bentley)1986年的经典名著《编程珠玑》(Programming Pearls)则是少数几本能同时归入上述两类的编程图书之一。

我打算最近再专门写一篇关于这本书的文章,但今天我只想就这本书中的几段话谈谈自己的想法。这几段内容有点骇人听闻。

只有10%的程序员可以写出二分查找

每次翻开《编程珠玑》,我都会先看一看下面这几段文字:

二分查找可以解决(预排序数组的查找)问题:只要数组中包含T(即要查找的值),那么通过不断缩小包含T的范围,最终就可以找到它。一开始,范围覆盖整个数组。将数组的中间项与T进行比较,可以排除一半元素,范围缩小一半。就这样反复比较,反复缩小范围,最终就会在数组中找到T,或者确定原以为T所在的范围实际为空。对于包含N个元素的表,整个查找过程大约要经过log(2)N次比较。 多数程序员都觉得只要理解了上面的描述,写出代码就不难了;但事实并非如此。如果你不认同这一点,最好的办法就是放下书本,自己动手写一写。试试吧。 我在贝尔实验室和IBM的时候都出过这道考题。那些专业的程序员有几个小时的时间,可以用他们选择的语言把上面的描述写出来;写出高级伪代码也可以。考试结束后,差不多所有程序员都认为自己写出了正确的程序。于是,我们花了半个钟头来看他们编写的代码经过测试用例验证的结果。几次课,一百多人的结果相差无几:90%的程序员写的程序中有bug(我并不认为没有bug的代码就正确)。 我很惊讶:在足够的时间内,只有大约10%的专业程序员可以把这个小程序写对。但写不对这个小程序的还不止这些人:高德纳在《计算机程序设计的艺术 第3卷 排序和查找》第6.2.1节的 历史与参考文献 部分指出,虽然早在1946年就有人将二分查找的方法公诸于世,但直到1962年才有人写出没有bug的二分查找程序。 乔恩 本特利,《编程珠玑(第1版)》第35-36页

几个小时!90%!老兄,严肃点!难道这还不够骇人听闻吗?

之所以想看这本书的第2版,原因之一就是想看看这几段文字有没有修订过,看看从1986年到1999年出第2版,这个数字有没有变化。直觉告诉我,这个数字一定向好的方向变化了,事物都是向好的方向发展的嘛。但理性却告诉我,在一个程序员把更多的时间都花在摆弄库上,而不是编写实际代码的时代,重现核心算法的能力即使有也一定会弱化。别忘了,本特利提到的那些家伙可都不是等闲之辈,他们都是贝尔实验室和IBM的专业人员。所以,我们有理由相信他们的成绩实际上已经是最好的了。

好,下面就做一个二分查找的测验

我跟你一样(如果你是这么想的),想马上就试一试。(好啦,不是马上。先看完这篇文章!)我相信看这篇文章的人都知道什么是二分查找算法,即使你不知道,上面引用的本特利的描述也应该够了。请你打开编辑器,编写一个二分查找例程。什么时候觉得没有任何问题了,保留那个版本。然后测试,然后通过在下面留言的方式告诉我你是不是第一次就做对了。我们肯定能打破本特利10%的纪录吗?

规则如下。

1.使用你喜欢的任何编程语言。

2.不要剪切粘贴或以任何方式复制别人的代码。甚至在你写完之前,都不要参考其他的二分查找代码。

3.甚至于我不得不强调,别调用bsearch(),或使用其他瞒天过海的手法。

4.时间自己来定:5分钟不短 只要你能保证写完写对;8小时不长 只要你愿意(而且有那么多闲工夫)。

5.可以使用编译器消除一些无意识的错误,如语法错误或变量初始化失败,但

6.在确定程序正确之前不要测试。

7.最后,也是最重要的:如果决定参与这次测验,就必须报告。成功也好,失败也罢,甚至半途而废也要给我个话儿。否则,就无法保证测验结果的准确性了。

(考虑到这只是一次测验,可以忽略计算索引时导致的数值溢出。这里描述了相应的情形,但打算参加这次测验的人在编完程序之前不要看,因为那篇文章里包含一个正确的二分查找的实现,对自己能力有自信的朋友一定是不屑为之的。)

如果你的代码经验证确实正确,那么如果你愿意的话,欢迎你在留言里贴出自己的代码。不过,假如你这样做了,而后来的留言给你挑出了bug,请你一定想好怎样为维护自己的形象而自圆其说

更酷的玩法:对于那些信心十足的人,如果你真敢肯定自己的程序没有问题,可以先把代码贴在留言里,然后再测试。当然,你必须要在留言里说明这一点,以便大家发现你的bug时,会考虑多少给你留些情面。

我会在某个时间总结一下这次测试的结果 比如说,一周以后。

行动吧!

第一次更新(一个半小时后)

感谢朋友们的积极响应,这么快就有那么多留言!我得提醒大家,WordPress的留言系统会解释HTML,因此会吞掉类似下面的代码段

if a[mid] value

最好的办法就是把源代码放在{source} {source}标签之间,注意用方括号代替这里的花括号。(我第一次想告诉大家这一点时,使用的是方括号,结果我写的规避标记的说明,反而被当成了标记 悲哀呀!)这样做还可以保留缩进,否则我还不知道有什么办法可以做到这一点。

替WordPress向大家致歉:我真的希望这个平台允许留言者预览留言和/或在发表后还能编辑留言,这样就可以避免出现乱七八糟的代码了。我也想了办法自己动手解决这个问题,但WordPress不仅会错误地显示带有 符号的代码,它实际上会丢弃该符号后面的所有内容,唉,我想我是没折了。

第二次更新(在原文章发表4个小时后)

哈哈,你们这些家伙太出人意料了。仅仅4个小时,这篇文章的留言数就超过了以前的一篇文章保持的纪录(Whatever Happened to Programming此时的留言有206条)。

如果想看到相关的更多讨论,Hacker News中有不少不错的留言,另外Reddit的留言质量虽然差一点,但也值得一看。这些讨论把实际地编写代码看成只有精英程序员才会干的事。

译后记:看了几眼,能认出来的加上认不出来的:C、PHP、Ruby、Python、Common Lisp、VB.NET 、C#、Java、Javascript、Delphi、Haskell、Scheme、Clojure、Perl、Smalltalk、FORTRAN、Lua、Objective-C、ColdFusion 各种各样语言的实现齐聚一堂。

有心人乔尔 甘勒(Joe Ganley)对前100个留言作了统计,结果如下:

Python 40

C/C++ 36

Unknown/pseudocode 6

Lisp/Clojure/Scheme 5

PHP 4

Three each: Java, Perl, C#, JavaScript

Haskell 2

One each: VB, Delphi, Smalltalk, FORTRAN, Lua, Objective-C, ColdFusion

Conclusion: Almost everyone (who cares about implementing binary search, anyway) uses C/C++ or Python.

PS:专注前端开发的程序员们,可以参考《JavaScript高级程序设计》的作者Nicholas C. Zakas使用JavaScript实现的一些基本算法,链接地址如下http://www.nczonline.net/blog/tag/computer-science/。其中,对本文提到的二分查找算法的实现如下:

//Copyright 2009 Nicholas C. Zakas. All rights reserved.

//MIT-Licensed, see source file

function binarySearch(items, value){

var startIndex = 0,

stopIndex = items.length - 1,

middle = Math.floor((stopIndex + startIndex)/2);

while(items[middle] != value startIndex stopIndex){

//adjust search area(调整查找范围)

if (value items[middle]){

stopIndex = middle - 1;

} else if (value items[middle]){

startIndex = middle + 1;

}

//recalculate middle(重新计算中项索引)

middle = Math.floor((stopIndex + startIndex)/2);

}

//make sure it s the right value(确保返回正确的值)

return (items[middle] != value) ? -1 : middle;

}

原文出处:迈克 泰勒(Mike Taylor),2010年4月19日http://reprog.wordpress.com/2010/04/19/are-you-one-of-the-10-percent/

译文出处:http://www.cn-cuckoo.com/

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