Swift二分查找算法深入浅出

2023-10-11 13:48:40

二分查找算法是一种在有序数组中查找元素的快速高效的技术。它通过反复将数组分成两半，直到找到目标元素或确定它不存在，来实现这一点。本文将深入探讨 Swift 中的二分查找算法，包括其工作原理、实现步骤以及一些代码示例。

二分查找算法的工作原理

二分查找算法基于这样一个事实：在有序数组中，每个元素与其邻居的大小关系是已知的。该算法从数组中间开始，将数组分成两半。它比较目标元素与中间元素的大小。如果目标元素小于中间元素，则它必须在数组的前半部分。否则，它必须在后半部分。算法然后重复此过程，每次都将数组分成两半，直到找到目标元素或确定它不存在。

Swift 中的二分查找算法实现

以下是 Swift 中二分查找算法的实现：

func binarySearch(array: [Int], target: Int) -> Int? {
  var left = 0
  var right = array.count - 1

  while left <= right {
    let mid = (left + right) / 2

    if array[mid] == target {
      return mid
    } else if array[mid] < target {
      left = mid + 1
    } else {
      right = mid - 1
    }
  }

  return nil
}

此函数采用一个有序数组和一个目标元素作为输入，并返回目标元素在数组中的索引（如果存在）。如果没有找到该元素，则返回 nil。

代码示例

以下代码示例展示了如何使用二分查找算法在数组中查找元素：

let array = [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15]
let target = 9

if let index = binarySearch(array: array, target: target) {
  print("元素 \(target) 在数组中的索引为 \(index)")
} else {
  print("元素 \(target) 不在数组中")
}