挑战 LeetCode 二分查找：循序渐进的算法入门指南

前端

2023-11-18 21:06:15

踏入计算机科学的殿堂，二分查找算法无疑是初学者必经的一道门槛。它的巧妙与高效令人惊叹，在浩瀚的数据中寻宝，二分查找犹如一把利刃，直指目标，所向披靡。

二分查找的精髓

二分查找的原理并不复杂，其核心在于分而治之。面对海量数据，它将数据一分为二，不断缩小搜索范围，直至找到目标元素或确定其不存在。

算法步骤清晰明了：

初始化 ：设定搜索区间为 [left, right]。
计算中点 ：计算区间中点 mid = (left + right) / 2。
比较中点 ：将 mid 与目标元素 target 进行比较。
调整区间 ：
- 如果 mid == target，则返回 mid。
- 如果 mid > target，则将 right 更新为 mid - 1。
- 如果 mid < target，则将 left 更新为 mid + 1。
循环：重复步骤 2-4，直至 left > right。
返回 -1 ：表示未找到目标元素。

LeetCode 题解：02 二分查找

题目

给定一个有序数组 nums 和一个目标值 target，请找出该目标值在数组中的索引。如果目标值不存在，返回 -1。

输入：

nums = [-1,0,3,5,9,12]
target = 9

输出：

思路分析：

本题正是二分查找的典型应用场景。我们从给定数组的第一个和最后一个元素开始，不断缩小搜索范围。如果当前中点与目标值相等，则返回中点索引；否则，如果中点大于目标值，则将其作为新的右边界；反之，则将其作为新的左边界。

代码示例：

def binary_search(nums, target):
  left, right = 0, len(nums) - 1

  while left <= right:
    mid = (left + right) // 2
    if nums[mid] == target:
      return mid
    elif nums[mid] > target:
      right = mid - 1
    else:
      left = mid + 1

  return -1