只有10%的程序员可以把二分查找写正确

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。

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  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;
}

本文地址：http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/975，欢迎访问原出处。