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二分查找
要求
能够用自己语言描述二分查找算法
能够手写二分查找代码
能够解答一些变化后的考法
算法描述
前提:有已排序数组 A(假设已经做好)
定义左边界 L、右边界 R,确定搜索范围,循环执行二分查找(3、4两步)
获取中间索引 M = Floor((L+R) /2)
中间索引的值 A[M] 与待搜索的值 T 进行比较
① A[M] == T 表示找到,返回中间索引
② A[M] > T,中间值右侧的其它元素都大于 T,无需比较,中间索引左边去找,M - 1 设置为右边界,重新查找
③ A[M] < T,中间值左侧的其它元素都小于 T,无需比较,中间索引右边去找, M + 1 设置为左边界,重新查找
当 L > R 时,表示没有找到,应结束循环
算法实现
public static int binarySearch(int[] a, int t) { int l = 0, r = a.length - 1, m; while (l <= r) { m = (l + r) / 2; if (a[m] == t) { return m; } else if (a[m] > t) { r = m - 1; } else { l = m + 1; } } return -1; }
测试代码
public static void main(String[] args) { int[] array = {1, 5, 8, 11, 19, 22, 31, 35, 40, 45, 48, 49, 50}; int target = 47; int idx = binarySearch(array, target); System.out.println(idx); }
解决整数溢出问题
当 l 和 r 都较大时,l + r
有可能超过整数范围,造成运算错误,解决方法有两种:
int m = l + (r - l) / 2;
还有一种是:
int m = (l + r) >>> 1;
其它考法
有一个有序表为 1,5,8,11,19,22,31,35,40,45,48,49,50 当二分查找值为 48 的结点时,查找成功需要比较的次数
使用二分法在序列 1,4,6,7,15,33,39,50,64,78,75,81,89,96 中查找元素 81 时,需要经过( )次比较
在拥有128个元素的数组中二分查找一个数,需要比较的次数最多不超过多少次
对于前两个题目,记得一个简要判断口诀:奇数二分取中间,偶数二分取中间靠左。对于后一道题目,需要知道公式:
n=log2N=log10N/log102
其中 n 为查找次数,N 为元素个数