算法优化：探索 Swift 中统计值频的秘密

2023-12-09 17:43:13

引言

在数据处理和算法领域，快速准确地统计数组中特定值出现的次数至关重要。对于未排序的数组，传统的线性搜索方法提供了 O(n) 的复杂度，这意味着算法需要检查每个元素。然而，对于已排序的数组，我们可以巧妙地利用二分搜索的变体，将复杂度降低到 O(log n)，大幅提升效率。

修改二分搜索算法

传统二分搜索 算法将数组中间的元素与目标值进行比较。如果它们相等，则返回中间索引。如果不相等，算法会根据目标值是比中间值大还是小，继续在数组的相应部分进行搜索。

修改二分搜索 适用于统计值频，它将二分搜索的原理扩展到处理相邻重复元素的情况。

算法步骤：

初始化计数器和指针： 将计数器设置为 0，并将左、右指针分别设置为数组的开头和结尾。
缩小范围： 在循环中，计算中间索引。如果中间元素等于目标值，则将计数器加 1，并将左指针移动到中间索引的右侧，右指针移动到左侧。这有效地将搜索范围缩小到包含目标值的所有重复元素。
退出条件： 当左指针大于或等于右指针时，循环结束。此时，计数器将包含目标值出现的次数。

示例

假设我们有一个已排序的数组 [1, 3, 3, 3, 5, 7]，并希望统计值 3 出现的次数。

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

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

        if arr[mid] == target {
            count += 1
            left = mid + 1
            right = mid - 1
        } else if arr[mid] < target {
            left = mid + 1
        } else {
            right = mid - 1
        }
    }

    return count
}