二分查找模板和二分答案的应用

    科技2025-02-17  11

    二分查找:

    在一个有序的序列中查找某一个数值,我们可以用传统的for循环,时间复杂度是O(n),但是很明显没有充分利用序列有序这个条件。

    根据有序这个条件,我们可以每次都选取序列的中间值作为标准,来决定我们下一步的区间选择,这样实现的二分查找,时间复杂度缩减为O(logN)。

    注意:二分查找写法不谨慎,很容易出现死循环,以下版本注意几个问题:       1.  while循环的退出条件是 l != r ,也就是说最终 l 是会等于 r 的,但是 l 这个位置不一定是查找的对象,因为可能根本就不存在这个元素,所以最终答案还需要再特判下 l 这个位置是否正确。 拿下面的例子来说,如果查找元素不存在,l 最终会停在最大的小于target的位置。     2.  l 和 r 的变化要注意,如果条件满足,这个时候正确答案可能是mid,所以 l = mid ,要包含mid ; 如果条件不满足,那么 r = mid - 1 ,mid肯定不是答案,所以可以减一,不用包含 mid 。

    class Solution { public: int search(vector<int>& nums, int target) { int l=0, r=nums.size()-1; while (l!=r){ int mid=(l+r+1)/2; if (nums[mid]<=target) l=mid; else r=mid-1; } if (nums[l]==target)return l; else return -1; } };

    如果代码第7行的判断条件改为 if nums[mid]<target  l=mid+1; else r=mid; 是否可以呢?? 虽然逻辑上很通顺,但是实际上不可以! 二分查找陷入死循环,往往在 l 和 r 相邻的情况。如上改动,mid=(l+r+1)/2. 如果 r=l+1, 那么mid=r。 而判断条件满足的话,l=mid+1,也就是l=r。 完成查找。 但是如果判断条件不满足,执行的是r=mid,也就是没有改变。 所以这里就会陷入死循环。

    总结:

    上面的写法 mid=(l+r+1)/2 和后面的判断条件是一个整体。他们共同作用使得二分查找不会陷入死循环。 你也可以构建出自己的不会陷入死循环的整体,也可以记住一个模板,一直用这个模板。 重要的是,要学会判断二分查找会不会死循环,判断的方法就是上述的r=l+1的情况,看看能不能跑出来。

     

    二分答案:

    将一个求解的问题,变成一个已知答案的判断问题。适合那些求解很难,但是判断容易的题目。

    明显的特征就是求最大值最小,最小值最大这种。

     

    Processed: 0.011, SQL: 8