binarysearch.cpp

// Binary search
// 
// Simplified code as example for the binary search algorithm.
//
// by feyd//godX.de
 
#include <vector>
#include <string>
#include <stdio.h>
 
// Base class, binary search
template<class _TYPE>
class CBinarySearch : public std::vector<_TYPE>
{
public:
    CBinarySearch() {}
    virtual ~CBinarySearch() {}
 
    size_t NearestKey(const _TYPE& key, bool bMatch)
    {
        size_t nLowerBound = 0;
        size_t nUpperBound = std::vector<_TYPE>::size();
        while(true)
        {
            size_t nSize = nUpperBound-nLowerBound;
            if(nSize==0)
                break;
            size_t nMiddle = nLowerBound+nSize/2;
            int nCompare = Compare((*this)[nMiddle], key);
            if(nCompare<0)
            {
                nLowerBound = nMiddle+1;
            } else if(nCompare>0) {
                nUpperBound = nMiddle;
            } else {
                while(bMatch && nLowerBound<nMiddle && Compare((*this)[nMiddle-1], key)==0)
                    nMiddle--;
                return nMiddle;
            }
        }
        if(bMatch)
            return std::vector<_TYPE>::size();
        return nLowerBound;
    }
 
    size_t InsertKey(const _TYPE& key)
    {
        size_t nNearest = NearestKey(key, false);
        insert(std::vector<_TYPE>::begin()+nNearest, key);
        return nNearest;
    }
 
    void RemoveKey(const _TYPE& key)
    {
        while(true)
        {
            size_t nFind = NearestKey(key, true);
            if(nFind==std::vector<_TYPE>::size())
                break;
            erase(std::vector<_TYPE>::begin()+nFind);
        }
    }
 
    size_t FindKey(const _TYPE& key)
    {
        return NearestKey(key, true);
    }
 
    size_t IsKey(const _TYPE& key)
    {
        return (NearestKey(key, true)==std::vector<_TYPE>::size())?false:true;
    }
protected:
    virtual int Compare(const _TYPE& left, const _TYPE& right) = 0;
};
 
// Derived specialised class
class CBinarySearch_String : public CBinarySearch<std::string>
{
public:
    CBinarySearch_String() {}
    virtual ~CBinarySearch_String() {}
protected:
    virtual int Compare(const std::string& left, const std::string& right)
    {
        return left.compare(right);
    }
};
 
// Application entry point (from libc)
int main(int argc, const char* argv[])
{
    printf("Binary search test...\r\n\r\n");
 
    {
        // by std::string
        printf("std::string:\r\n");
 
        CBinarySearch_String search;
        for(int n=1; n<argc-1; n++)
            search.InsertKey(argv[n]);
 
        printf("   sorted %d elements:\r\n", (int)search.size());
        for(size_t n=0; n<search.size(); n++)
            printf("      %d. %s\r\n", (int)n+1, search[n].c_str());
        printf("\r\n");
 
        if(argc>0)
        {
            size_t nPosition = search.FindKey(argv[argc-1]);
            if(nPosition==search.size())
            {
                printf("   element not found\r\n\r\n");
            } else {
                printf("   element found at position %d\r\n\r\n", (int)nPosition+1);
            }
            search.RemoveKey(argv[argc-1]);
            printf("   result %d elements:\r\n", (int)search.size());
            for(size_t n=0; n<search.size(); n++)
                printf("      %d. %s\r\n", (int)n+1, search[n].c_str());
            printf("\r\n");
        }
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124