二分查找法的区间判断【C语言】

简介: 二分查找法的区间判断【C语言】

📢 :二分查找法的区间判断

   📢 :当我们在写二分查找的题目的时候(这里以leetcode的704. 二分查找,为例),常常会因为区间的选择而疑惑,是应该选择 while(left < right);,还是while(left <= right);,应该写成lright = mid;,还是right = mid - 1;

  答案是都可以,这分别是区间的左闭右闭还是左闭右开

  • 上面是LeetCode上的题目,以下也是围绕着这道题来讲述的 :

一,✨左闭右闭 :

  • 左闭右闭的意思是说我们判断的有序数组的区间,如果设数组长度为numsSize,定义:
int left = 0;
int right = numSize - 1;

  那就说我们判断的区间是[left , right]。

  • 接下来的代码是 :
while (left <= right)
{
}
  • 如何判断写 **<还是<=**呢?

   我们思考一下边界情况,当数组为 : [1],此时 left = 0 , right = 0 ,此时还需要进入循环(原因参考完整代码,不进入循环只能返回-1或者需要单独解决这种情况),所以可以有 left = right这种情况 。

  • 接下来的代码是 :
while (left <= right)
    {
        int mid = left + (right - left) / 2 ;
        if(nums[mid] < target)
        {
            left = mid + 1;
        }
        else if (nums[mid] > target)
        {
            right = mid - 1;
        }
        else 
        {
            return mid;
        }
    }

   当nums[mid] < taeget时,说明正确的目标值所在的区间是右半部分,由于nums[mid] != taeget;

   所以下一次的搜索范围应该不包含nums[mid],所以 left = mid + 1;

   right = mid - 1的原因同上 ;

  • 左闭右闭的完整代码如下 ;
int search(int* nums, int numsSize, int target){
    int left = 0 ;
    int right = numsSize - 1 ;
    while (left <= right)
    {
        int mid = left + (right - left) / 2 ;
        if(nums[mid] < target)
        {
            left = mid + 1;
        }
        else if (nums[mid] > target)
        {
            right = mid - 1;
        }
        else 
        {
            return mid;
        }
    }
    return -1;
}

二,✨左闭右开

  • 左闭右开的区间为 [left , right ),不包括right ,代码和左闭右闭也会有所不同 ,定义如下 :
int left = 0;
int right = numsSize;

  因为不包含right,所以right = numsSize; 而不是 : right = numsSize - 1 ;

  • 接下来的代码是 :
while (left < right)
{
}

  同上,我们假设数组为 [1] , 此时left = 0; right = 1; 此时已经到达了边界,但是left不会等于right了,所以代码为:left < right;

  • 接下来的代码是 :
while (left < right)
    {
        int mid = left + (right - left) / 2 ;
        if(nums[mid] < target)
        {
            left = mid + 1;
        }
        else if (nums[mid] > target)
        {
            right = mid ;
        }
        else 
        {
            return mid;
        }
    }
  1. left 取值的原因同上;
  2. 当 nums[mid] > target ,包含目标值的范围在区间的左边 ,nums[mid]肯定不是目标值了,所以得取mid - 1

   因为为左闭右开,右边的right不包含,所以使得right = mid;也就相当于使得mid-1在下一次搜索范围里了。

  • 完整代码如下 :
int search(int* nums, int numsSize, int target){
    int left = 0 ;
    int right = numsSize  ;
    while (left < right)
    {
        int mid = left + (right - left) / 2 ;
        if(nums[mid] < target)
        {
            left = mid + 1;
        }
        else if (nums[mid] > target)
        {
            right = mid ;
        }
        else 
        {
            return mid;
        }
    }
    return -1;
}

  以上是二分查找的区间选择的最常使用的两种方式,另外还有左开右闭,思路和左闭右开也差不多。

😄新人创作不易,你的点赞和关注都是对我莫大的鼓励,再次感谢您的观看。😄

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