查找算法——二分法

引言

二分法,顾名思义,即一分为二的方法,通常用于判断在某个有序数列中是否存在某个数,由于其优秀的算法思想,时间复杂度一般都是 O(logN) ,通常要 O(N) 的遍历方式更加优秀。

一、经典二分法查找

最常见的二分查找是有序数列找某数,但并不是所有二分查找都必须有序。

public static boolean exist(int[] sortedArr, int num) {if (sortedArr == null || sortedArr.length == 0) return false;// 设置边际int L = 0, mid = 0, R = sortedArr.length - 1;// L .. Rwhile (L < R) {// 计算midmid = L + ((R - L) >> 1);if (sortedArr[mid] == num) {return true;} else if (sortedArr[mid] > num) {// 弃右留左R = mid - 1;} else {// 弃左留右L = mid + 1;}}return sortedArr[L] == num;
}

二、其他二分查找题目

题目:给定一个有序数组,找 >= 某数最左侧的位置,例如,arr{1,2,3,3,3,4,4,6,9},即找到位置 2。

public static int mostLeftIndex(int[] arr, int num) {int L = 0, R = arr.length - 1;int mostLeftIndex = 0;while (L < R) {mostLeftIndex = L + ((R - L) >> 1);if (arr[mostLeftIndex] >= num) {// 弃右留左R = mostLeftIndex - 1;} else {// 弃左留右L = mostLeftIndex + 1;}}if (arr[L] == num)return L;elsereturn L + 1;
}

题目2:局部最小问题,在无序数组中,任意相邻两个数不相等,只要比相邻的数都小,就是局部最小,找到并返回这样一个局部最小值的位置。

例如,若[0]<[1],则[0]就是局部最小,[len-2]>[len-1] 则[len-1]就是局部最小, [i-1]>[i]<[i+1],那么[i]就是局部最小。

public static int partialMin(int[] arr) {if (arr[0] < arr[1])return 0;if (arr[arr.length - 2] > arr[arr.length - 1])return arr.length - 1;int L = 1;int R = arr.length - 2;int mid = 0;while (L < R) {mid = L + ((R - L) >> 1);if (arr[mid] > arr[mid + 1]) {// 弃左留右L = mid + 1;} else if (arr[mid] > arr[mid - 1]){// 弃右留左R = mid - 1;} else {return mid;}}return L;
}

局部最小问题解析,首先判断 0 和最后一个位置上的数是否为最小,如果都不是,那么在两者中间一定存在一个局部最小。二分,然后看中间位置是否比一侧大,取大于一侧的区间,就形成了最开始的“两端都不是最小,那么中间一定存在一个最小” 这样的结构。

 

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