二分法思路很简单,细节是魔鬼。
二分法的细节问题有时候真的是让人脑壳痛,什么时候 right = len 而什么时候 right = len - 1,什么时候 mid + 1 什么时候 mid - 1,while 里面到底是 < 还是 <=,哎呀啊,想想就头痛噢。
使用二分法主要是想在有序序列中找到:
- 一个确定的数
- 寻找左侧边界
- 寻找右侧边界
对于寻找左右边界的做法,主要是因为给定要找的数可能是多个,例如[1, 3, 3, 5, 7, 8],当目标是找到 3 这个数的下标时,就可以对其进行左侧边界或者右侧边界的查找,左侧边界:1,右侧边界:2.
现在对三种情况都用一种二分法的写法来完成!
寻找一个数(基本二分搜索)
这个场景是最简单的,当找到要找的那个数的时候,直接返回该数的索引就好,如果没有该数就返回-1.
int binarySearch(int[] nums, int target) {
int left = 0;
int right = nums.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] == target) {
// 直接返回
return mid;
} else if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (nums[mid] > target) {
right = mid - 1;
}
}
// 直接返回
return -1;
}
寻找左侧边界的二分搜索
int binarySearch(int[] nums, int target) {
int left = 0;
int right = nums.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] == target) {
// 别返回,锁定左侧边界
right = mid - 1;
} else if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (nums[mid] > target) {
right = mid - 1;
}
}
// 最后要检查left越界的情况
if (left >= nums.length || nums[left] != target)
return -1;
return left;
}
寻找右侧边界的二分搜索
int binarySearch(int[] nums, int target) {
int left = 0;
int right = nums.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] == target) {
// 别返回,锁定右侧边界
left = mid + 1;
} else if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (nums[mid] > target) {
right = mid - 1;
}
}
// 最后要检查right越界的情况
if (right < 0 || nums[right] != target)
return -1;
return right;
}