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二分查找的简单实现
阅读量:625 次
发布时间:2019-03-13

本文共 1488 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

二分查找的实现

最近,我在一次面试中遇到了一个技术题目,要求实现二分查找算法。面试官微笑着说:“小伙子,你的逻辑思维很好,我们等你回来等消息吧!”从那以后,我便开始思考如何实现这一算法。

什么是二分查找?

二分查找是一种高效的查找算法,常用于有序数组中查找特定元素的位置。假设我们有一个有序的整型数组,比如[1,2,3,4,5,6,7,8],需要查找5的位置。我们可以通过以下步骤来实现:

  • 找到数组中间的数字(这里是4),与目标值比较:
    • 如果中间数字等于目标值,直接返回下标。
    • 如果中间数字大于目标值,说明目标值位于中间数字左边。
    • 如果中间数字小于目标值,说明目标值位于中间数字右边。
  • 代码实现

    二分查找的实现方式有两种,分别是左闭右闭和左闭右开。两种实现方式的主要区别在于数组边界的选择和循环条件。

    左闭右闭实现代码如下:

    private static int binarySearch(int target, int[] arry) {
    int left = 0, right = arry.length - 1;
    while (left <= right) {
    int mid = (left + right) >> 1;
    if (arry[mid] == target) {
    return mid;
    } else if (arry[mid] < target) {
    left = mid + 1;
    } else {
    right = mid - 1;
    }
    }
    return -1;
    }

    左闭右开实现代码如下:

    private static int binarySearch(int target, int[] arry) {
    int left = 0;
    int right = arry.length;
    while (left < right) {
    int middle = (left + right) >> 1;
    if (arry[middle] > target) {
    right = middle;
    } else if (arry[middle] < target) {
    left = middle + 1;
    } else {
    return middle;
    }
    }
    return -1;
    }

    两种实现方式的主要区别在于数组的边界选择和循环条件。左闭右闭使用数组长度减一作为右边界,而左闭右开使用数组长度作为右边界。此外,循环条件也需要相应调整。

    测试示例

    为了验证二分查找的正确性,我们可以使用以下测试用例:

    示例一: 输入:nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9 输出:4 解释:9位于数组中,下标为4。

    示例二: 输入:nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2 输出:-1 解释:2不存在于数组中。

    总结

    二分查找的关键在于掌握循环条件和区间赋值的技巧。两者必须保持一致,确保算法的正确性。如果循环条件和区间赋值不统一,可能会导致逻辑错误。通过以上实现和测试示例,你可以更好地理解二分查找的工作原理,并在实际开发中灵活运用。

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