二分查找算法:
特点:细节+容易写出死循环
算法原理:适用于数组有序的情况(大部分)
模板:
- 朴素版
java
while(left<=right){
int mid=left+(right-left)/2;
if(){
left=mid+1;
}else if(...){
right=mid-1;
}else{
return ...;
}
}
例题:
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 target 存在返回下标,否则返回 -1。
你必须编写一个具有 O(log n) 时间复杂度的算法。
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
java
class Solution {
public int search(int[] nums, int target) {
int left=0,right=nums.length-1;
while(left<=right){
int mid=left+(right-left)/2;
if(nums[mid]<target){
left=mid+1;
}else if(nums[mid]>target){
right=mid-1;
}else{
return mid;
}
}
return -1;
}
}
2.查找区间的左端点
java
while(left<right){
int mid=left+(right-left)/2;
if(...) left=mid+1;
else right=mid;
}
3.查找区间的右端点
java
while(left<right){
int mid=left+(right-left+1)/2;
if(...) left=mid;
else right=mid-1;
}
例题:
给你一个按照非递减顺序排列的整数数组 nums,和一个目标值 target。请你找出给定目标值在数组中的开始位置和结束位置。
如果数组中不存在目标值 target,返回 [-1, -1]。
你必须设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。
示例 1:
输入:nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8
输出:[3,4]
示例 2:
输入:nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6
输出:[-1,-1]
示例 3:
输入:nums = [], target = 0
输出:[-1,-1]
java
class Solution {
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
int[] ret=new int[2];
ret[0]=ret[1]=-1;
//处理边界情况
if(nums.length==0) return ret;
//二分左端点
int left=0,right=nums.length-1;
while(left<right){
int mid=left+(right-left)/2;
if(nums[mid]<target) left=mid+1;
else right=mid;
}
//判断是否有结果
if(nums[left]!=target) return ret;
else ret[0]=right;
//二分右端点
left=0;right=nums.length-1;
while(left<right){
int mid=left+(right-left+1)/2;
if(nums[mid]<=target) left=mid;
else right=mid-1;
}
ret[1]=left;
return ret;
}
}