算法篇:二分查找基础篇

时间:2022-07-24
本文章向大家介绍算法篇:二分查找基础篇,主要内容包括其使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。

算法:

目标Target:需要查找的值
索引index:要查找的当前位置
左右指示符Left,Right:用来维持查找的空间坐标
中间指示符Mid:用应用条件来确定我们应该向左查找还是向右查找的索引 
二分查询,步骤:
1.预处理过程(绝大部分是对未排序的数据进行排序)
2.二分查找过程(找到合适的循环条件,第一次将查找空间一分为二)
3.后处理过程(在剩余的空间中,找到合适的目标值)
模型:
1.初始条件:left=0,right=length-1
2.终止条件:left>right
3.向左查找:right = mid -1 
4.向右查找:left = mid+1
适用的题目:在递增递减区间中搜索目标值;
一般有三类:找特定值,
找大于特定的元素(上界),
找小于特定值的元素(下界)

题目1:二分查找

https://leetcode-cn.com/problems/binary-search/

代码实现:

func search(nums []int, target int) int {
  l,r := 0, len(nums)-1
  for l<=r {
      // 小技巧:这种方式等同于(l+r)/2,如此实现防止r+l超过int的最大值
      m := l+ (r-l)/2 
      if target == nums[m] {
          return m
      }
      if target > nums[m] {
          l = m+1
      } else {
          r = m-1
      }
  }
  return -1
}

执行结果:

题目2: 吃香蕉的珂珂

https://leetcode-cn.com/problems/koko-eating-bananas/

代码实现:

func minEatingSpeed(piles []int, H int) int {
    var max int 
    for _, p := range piles {
        if p > max {
            max = p
        }
    }
    left, right := 1, max
    for left < right {
        mid := left + (right - left)/2
        if isEnable(piles, mid, H) { // 表示吃的太慢了,需要让她吃的快一点
            left = mid +1
        } else { // 表示吃的太快了,需要让她慢点吃
            right = mid  
        }
    }
    return left 
}
func isEnable(piles []int, speed, H int) bool {
    sum := 0 
    for _,p:= range piles{
        sum += (p+speed-1)/speed
    }
    return sum>H
}
/*
算法:该问题转化为她按照最慢速度和最快速度之间,找到恰好时间==H的那个速度。
二分查找
*/

执行结果:

题目3:求平方根

https://leetcode-cn.com/problems/sqrtx/

代码实现:

func mySqrt(x int) int {
    if x==0 {
        return 0
    }
    
    left,right := 1,x/2
    
    for left<right { // [1,x/2]范围内都遍历结束,二分法就能找到这个平方根
        mid := (left + right + 1) >> 1
        squar := mid*mid
        if squar > x{ // 平方大于x,移动right到右中位数,平方根要在左侧
            right = mid-1
        } else { // 平方小于x,移动left到右中位数,平方根要在右侧
            left = mid
        }
    }
    return left
}
/*
平方根的求解算法:
可以转化成二分查找法,左边界是1,右边界是x/2.
判断条件是:平方根mid的平方>x,就向左偏移,小于x的话就往有偏移。
直到数字区间变成1的时候,就是这个平方根了。
*/

执行结果: