二分查找

猜數(shù)字

現(xiàn)有兩個(gè)玩家,分別為玩家A和玩家B妓局;

  • 玩家A從一個(gè)范圍中選擇一個(gè)數(shù)(例如從 [1,1000] 中選擇了352)

  • 讓玩家B猜玩家A選擇的數(shù)

  • 若玩家B猜的數(shù)字x小于352总放,說(shuō)明x<352<=1000,應(yīng)當(dāng)在 [x+1,1000]中繼續(xù)猜;

  • 若玩家B猜的數(shù)字x大于352跟磨,說(shuō)明1<=352<x,應(yīng)當(dāng)在 [1,x-1] 中繼續(xù)猜间聊。

顯然,每次選擇當(dāng)前范圍的中間數(shù)去猜抵拘,就能盡可能快的逼近正確的數(shù)字哎榴,并最終將其猜出來(lái)。

由此僵蛛,引申出的經(jīng)典問(wèn)題:如何在一個(gè)嚴(yán)格遞增序列A中找出給定的數(shù)x尚蝌。

最直接的辦法是:線性掃描序列中的所有元素

  • 如果當(dāng)前元素恰好為x,則表明查找成功充尉;

  • 如果掃描完整個(gè)序列都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)給定的數(shù)x,則表明查找失敗飘言,說(shuō)明序列中不存在數(shù)x。

    順序查找的時(shí)間復(fù)雜為O(n)(其中n為序列元素個(gè)數(shù))驼侠,

二分查找是基于有序序列的查找算法姿鸿,該算法一開(kāi)始令 [left,right]為整個(gè)序列的下標(biāo)區(qū)間,然后每次測(cè)試當(dāng)前 [left,right]的中間位置 mid = (left+right)/2, 判斷 A[mid]與與查詢的元素x的大小倒源。

  1. 如果 A[mid]==x,說(shuō)明查找成功苛预,退出查詢。


    image-20210419215233629.png
  1. 如果 A[mid]>x,說(shuō)明元素x在mid位置的左邊笋熬,因此往左子區(qū)間[left,mid-1]繼續(xù)查找热某。
image-20210419215442480.png
  1. 如果 A[mid]<x,說(shuō)明元素x在mid位置的右邊,因此往右子區(qū)間 [mid+1,right]繼續(xù)查找。
image-20210419215648819.png

二分查找:每一步都可以去除當(dāng)前區(qū)間的一半元素昔馋,因此其時(shí)間復(fù)雜度是O(logn)筹吐。

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