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二分查找法:全面掌握数组搜索技巧
后端
2023-03-17 00:33:41
二分查找法:征服 LeetCode 有序数组的利器
掌握二分查找法,解锁 LeetCode 成功秘诀
对于 LeetCode 初学者来说,二分查找法可谓是解题的利器之一。掌握了它,你就能轻松征服有序数组搜索问题,为刷题之路保驾护航。在这篇文章中,我们将深入探讨两种二分查找法的使用技巧,并通过详细的代码示例让你快速上手。
标准二分查找法:简单高效
标准二分查找法遵循这样一个原则:将有序数组一分为二,比较中间元素与目标值。如果中间元素等于目标值,就找到了答案;如果小于目标值,就在数组的后半部分继续查找;如果大于目标值,就在数组的前半部分继续查找。
代码示例:
public static int binarySearch(int[] arr, int target) {
int low = 0;
int high = arr.length - 1;
while (low <= high) {
int mid = (low + high) / 2;
if (arr[mid] == target) {
return mid;
} else if (arr[mid] < target) {
low = mid + 1;
} else {
high = mid - 1;
}
}
return -1;
}
带边界的二分查找法:解决边界问题
在实际应用中,数组的边界可能会给我们带来一些麻烦。标准二分查找法无法处理目标值不在数组中的情况,因此我们需要引入带边界的二分查找法。
改进之处:
- 在查找过程中,始终确保边界值不会越界。
- 当只剩下最后一个元素时,如果它等于目标值,就返回索引;否则,返回-1。
代码示例:
public static int binarySearchWithBounds(int[] arr, int target) {
int low = 0;
int high = arr.length - 1;
while (low <= high) {
int mid = (low + high) / 2;
if (arr[mid] == target) {
return mid;
} else if (arr[mid] < target) {
low = mid + 1;
} else {
high = mid - 1;
}
if (low > high) {
return -1;
}
}
return -1;
}
常见问题解答
- 什么时候使用标准二分查找法,什么时候使用带边界的二分查找法?
- 标准二分查找法适用于目标值肯定在数组中的情况。
- 带边界的二分查找法适用于目标值可能不在数组中的情况。
- 如果数组中有多个目标值,二分查找法还能正常工作吗?
- 是的,二分查找法仍然能找到目标值中的第一个。
- 二分查找法的平均时间复杂度是多少?
- O(log n),其中 n 是数组的长度。
- 二分查找法可以应用于哪些数据结构?
- 有序数组、链表、平衡树。
- 二分查找法在解决哪些问题上最有效?
- 查找元素、寻找插入点、寻找最近元素、求极值。
结语
掌握二分查找法,LeetCode 中的有序数组搜索问题将不再成为你的绊脚石。通过理解两种二分查找法的原理和代码实现,你将能够高效地解决这些问题,为刷题之路增添更多信心和乐趣。祝你在 LeetCode 上取得佳绩!