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二分查找一看就会,一写就废?

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后端时光
发布2022-08-19 10:22:37
3460
发布2022-08-19 10:22:37
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文章被收录于专栏:后端时光后端时光

给定一个 n 个元素有序的(升序)整型数组 nums 和一个目标值 target ,写一个函数搜索 nums 中的 target,如果目标值存在返回下标,否则返回 -1。

示例 1:

输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9 输出: 4 解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4

示例 2:

输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2 输出: -1 解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1

提示:

你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。 n 将在 [1, 10000]之间。 nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。

原题链接:https://leetcode.cn/problems/binary-search/

思路:升序无重复元素数组,可以考虑下使用二分查找法,二分查找常见公式:

代码语言:javascript
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func binySearch(target int) (res int) {
    left := 0
    right := ……
    for 条件 {
        mid := left + (right-left)/2
        if nums[mid] == target {
            return mid
        } else if nums[mid] > target {
            right = ……
        } else if nums[mid] < target {
            left = ……
        }
    }
    return -1
}

注意:golang 没有while 循环

有了这个常见公式,但是不知道细节怎么写?right 初始化的时候是多少,循环条件 right >= left 还是 right > left。right 的值是等于mid-1, 还是等于mid。

主要是因为对区间的定义没有想清楚,区间的定义就是不变量,既然这样定义了这个规则,就贯彻到底,这样在二分查找的过程中方得始终。

常见二分查找有两个思路,左闭右闭区间即[left, right], 或者左闭右开区间即[left, right)

题解一:定义 target 是在一个在左闭右闭的区间里查找,也就是[left, right],right位置可达,所以最大值为数组长度-1

代码语言:javascript
复制
func search(nums []int, target int) int {
    // 左闭,数组下标从0开始
    left := 0
    // 右闭,值为数组长度-1,位置可达,并且有效
    right := len(nums) - 1
    // 因为right=len(nums)-1
    // 元素位置是可能是len(nums)-1的
    // 也就是left=right
    // target可以在[0, len(nums) - 1]区间查找
    for right >= left {
        //防止溢出
        mid := left + (right-left)/2
        //找到目标元素位置,返回结果
        if nums[mid] == target {
            return mid
        } else if nums[mid] > target {
            //target 在左区间
            //继续保持左闭右闭
            //也就是[left, mid-1]
            //mid 位置不符合,有可能前一个元素符合
            right = mid - 1
        } else if nums[mid] < target {
            //target 在左区间,继续保持左闭右闭
            //left 位置不符合,有可能下一个元素符合
            left = mid + 1
        }
    }
    return -1   
}

题解二:定义 target 是在一个在左闭右开的区间里查找,也就是[left, right),right位置不可达

代码语言:javascript
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func search(nums []int, target int) int {
    //左闭,下标从0开始
    left := 0
    //右开,值为数组长度, 位置不可达,不可访问
    right := len(nums)
    // 数组下标从0开始
    // left最大值为数组长度-1
    // 也就是left永远小于right
    // target只在[0, len(nums))区间查找
    // 否则无意义
    for right > left {
        //防止溢出
        mid := left + (right-left)/2
        //找到目标元素位置,返回结果
        if nums[mid] == target {
            return mid
        } else if nums[mid] > target {
            //target 在左区间,
            //mid 位置不符合,有可能前一个元素符合。
            //继续保持为左开右闭,所以写为[left, mid)
            right = mid
        } else if nums[mid] < target {
            //target 在左区间
            //left 位置不符合,有可能下一个元素符合
            //继续保持为左开右闭
            left = mid + 1
        }
    }
    return -1
}

1总结

二分法为什么一看就会,一写就废?主要就是在定义完区间后,在循环体内,没有坚持查找区间的定义来做边界处理。始终如一,不忘初心,答应我不要做一个花心的渣男好吗?

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原始发表:2022-08-10,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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