算法 | 下次面試遇到二分查找又碌,別再寫(xiě)錯(cuò)了

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Hi,我是丑丑癌别。本文「數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) & 算法」| 導(dǎo)讀 —— 登高博見(jiàn) 已收錄期揪,這里有 Android 進(jìn)階成長(zhǎng)路線筆記 & 博客,歡迎跟著彭丑丑一起成長(zhǎng)规个。(聯(lián)系方式在 GitHub)

前言

二分查找也稱折半查找(Binary Search)凤薛,是一種效率較高的查找方法(對(duì)數(shù)時(shí)間復(fù)雜度),也是面試中經(jīng)车郑考到的問(wèn)題缤苫。雖然它的思想很簡(jiǎn)單,但據(jù)《編程珠璣》所述墅拭,二分查找算法的實(shí)現(xiàn)是極易犯錯(cuò)的活玲,典型的 “一聽(tīng)就懂,一寫(xiě)就錯(cuò)”谍婉。 在算法面試中舒憾,如果能表現(xiàn)出迅速將自己的思考轉(zhuǎn)變?yōu)榇a并清晰寫(xiě)在白板上的能力,你的表現(xiàn)會(huì)優(yōu)于只會(huì)夸夸其談而寫(xiě)不出代碼的人穗熬。


目錄


1. 二分查找基礎(chǔ)

1.1 問(wèn)題描述

二分查找的基本問(wèn)題是:給定一個(gè)無(wú)重復(fù)的有序整型數(shù)組镀迂,數(shù)組大小在 [1,10000] 之間,查找目標(biāo)數(shù) t 在數(shù)組中的索引唤蔗,不存在則返回 -1探遵。

1.2 算法描述

二分查找算法的核心思想是:減治窟赏,即逐漸縮小包含目標(biāo)數(shù) t 的數(shù)組范圍(縮小問(wèn)題規(guī)模)來(lái)解決問(wèn)題。

  • 1箱季、一開(kāi)始涯穷,數(shù)組范圍是整個(gè)原數(shù)組;
  • 2藏雏、將目標(biāo)數(shù)與數(shù)組的中位數(shù)比較拷况,如果中位數(shù)大于目標(biāo)數(shù),則拋棄數(shù)組的后半部分掘殴,反之拋棄前半部分蝠嘉;
  • 3、重復(fù)這個(gè)過(guò)程杯巨,直到找到目標(biāo)數(shù) t 或者數(shù)組范圍為空為止。

例如努酸,下圖演示了在一組數(shù)據(jù)中查找目標(biāo)數(shù) 7 的過(guò)程:

圖片引用自維基百科

1.3 二分查找的優(yōu)勢(shì)

  • 1服爷、最省內(nèi)存

二分查找算法基于已排序的原數(shù)組,屬于本地查找算法获诈。而基于二叉堆 / 散列表的查找算法還需要使用額外空間仍源。

  • 2、對(duì)數(shù)時(shí)間復(fù)雜度

二分查找的時(shí)間復(fù)雜度僅為O(lgn)舔涎。

1.4 二分查找的局限性

  • 1笼踩、依賴于順序表

二分查找算法適用于順序表,而不適用與鏈表亡嫌。這是因?yàn)轫樞虮黼S機(jī)訪問(wèn)元素的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)嚎于,而鏈表隨機(jī)訪問(wèn)的時(shí)間復(fù)雜度為O(n),后者實(shí)現(xiàn)二分查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlgn)挟冠,這比O(n)順序遍歷鏈表還慢于购。

  • 2、依賴于數(shù)據(jù)有序

二分查找的必要條件之一是數(shù)據(jù)有序知染,否則最低需要O(nlgn)的時(shí)間復(fù)雜度進(jìn)行預(yù)先排序(快速排序)肋僧。如果插入 / 刪除操作不頻繁,那么排序操作的時(shí)間成本可以被多次查找操作的成本均攤控淡。這意味著二分查找適合靜態(tài)有序的數(shù)據(jù)類型嫌吠,或者插入 / 刪除不頻繁的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。否則掺炭,應(yīng)該采用二叉堆等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型辫诅。

  • 3、不適用數(shù)據(jù)量太大的場(chǎng)景

二分查找依賴于順序表涧狮,意味著存儲(chǔ)數(shù)據(jù)就需要一塊連續(xù)內(nèi)存泥栖。如果程序的內(nèi)存不足以分配這樣一塊連續(xù)的數(shù)組簇宽,那么就無(wú)法使用二分查找。


2. 二分查找解題框架

前面的內(nèi)容相信大家很快就能理解了吧享,我們直接看二分查找的原始題目 704 二分查找 【題解】魏割,并根據(jù)這個(gè)例子來(lái)討論二分查找的解題框架。

給定一個(gè) n 個(gè)元素有序的(升序)整型數(shù)組 nums 和一個(gè)目標(biāo)值 target  
寫(xiě)一個(gè)函數(shù)搜索 nums 中的 target钢颂,如果目標(biāo)值存在返回下標(biāo)钞它,否則返回 -1。

提示:
你可以假設(shè) nums 中的所有元素是不重復(fù)的殊鞭。
n 將在 [1, 10000]之間遭垛。
nums 的每個(gè)元素都將在 [-9999, 9999]之間。

2.1 解題框架三要素

二分查找解題框架由三個(gè)主要部分組成:

  • 1操灿、預(yù)處理

這個(gè)步驟主要處理特殊用例與數(shù)據(jù)預(yù)處理锯仪,對(duì)于特殊用例可以直接返回結(jié)果。而如果數(shù)據(jù)未排序趾盐,則先進(jìn)行排序庶喜。排序過(guò)程一般使用快速排序,時(shí)間復(fù)雜度O(nlgn)救鲤,空間復(fù)雜度O(1)久窟。

  • 2、二分查找

主要思路是做 「排除法」本缠,即:對(duì)于閉區(qū)間[left , right]斥扛,每次觀察中位數(shù),根據(jù)中位數(shù)的值丹锹,把區(qū)間劃分為兩個(gè)區(qū)間:

  • 一定不包含解的區(qū)間(拋棄)
  • 可能包含解的區(qū)間

下一次遍歷時(shí)稀颁,拋棄「一定不包含解的區(qū)間」,而在「可能包含解的區(qū)間」繼續(xù)搜索楣黍。這里會(huì)存在兩種寫(xiě)法峻村,兩種寫(xiě)法劃分的區(qū)別是「區(qū)間范圍是不一樣」。

  • 寫(xiě)法 1:嘗試排除左區(qū)間

這種寫(xiě)法嘗試判斷「左區(qū)間」是否存在解锡凝,不存在則拋棄粘昨。此時(shí),[left , right]應(yīng)該劃分為:

[left , mid - 1]
[mid , right]

當(dāng)左區(qū)間存在解時(shí)窜锯,下次搜索區(qū)間就是 [left , mid - 1]
當(dāng)左區(qū)間不存在解時(shí)张肾,中位數(shù)卻可能是解,所以下次搜索的區(qū)間需要覆蓋 mid锚扎,即 [mid , right]

  • 寫(xiě)法 2:嘗試排除右區(qū)間

這種寫(xiě)法嘗試判斷「右區(qū)間」是否存在解吞瞪,不存在則拋棄。此時(shí)驾孔,[left , right]應(yīng)該劃分為:

[left , mid]
[mid + 1, right]

當(dāng)右區(qū)間存在解時(shí)芍秆,下次搜索區(qū)間就是 [mid + 1, right]
當(dāng)右區(qū)間不存在解時(shí)惯疙,中位數(shù)卻可能是解,所以下次搜索的區(qū)間需要覆蓋 mid妖啥,即 [left , mid]

一定需要定義閉區(qū)間嗎霉颠?

其實(shí)不是。其他一些解題模板定義了左閉右開(kāi)的區(qū)間荆虱,不過(guò)這樣反而增加了理解的難度蒿偎。要知道一個(gè)左閉右開(kāi)的區(qū)間[left , right)一定存在一個(gè)等價(jià)的閉區(qū)間[left , right - 1],所以在我的模板里怀读,就統(tǒng)一采用了閉區(qū)間啦诉位。

  • 3、后處理

在退出循環(huán)以后菜枷,只剩下 1 個(gè)數(shù)未檢查苍糠,如果該元素滿足條件則是目標(biāo)解,否則題目無(wú)解啤誊。

2.2 解題框架

上一節(jié)所述題目參考代碼如下:

參考代碼 1:

fun search(nums: IntArray, target: Int): Int {
    if (nums.size == 0) {
        return -1
    }
    var left = 0
    var right = nums.size - 1
    while (left < right) {
        寫(xiě)法 1:嘗試排除左區(qū)間
        val mid = (left + right) ushr 1
        if (nums[mid] < target) {
            // [mid]嚴(yán)格小于目標(biāo)值岳瞭,不是解
            // 那么,下次搜索區(qū)間為[mid + 1,right]
            left = mid + 1
        } else {
            // [mid]可能是解
            // 那么坷衍,下次搜索區(qū)間為[left,mid]
            right = mid
        }
    }
    return if (nums[left] == target) left else -1
}

參考代碼 2:

fun search(nums: IntArray, target: Int): Int {
    if (nums.size == 0) {
        return -1
    }
    var left = 0
    var right = nums.size - 1
    while (left < right) {
        寫(xiě)法 2:嘗試排除右區(qū)間
        val mid = (left + right + 1) ushr 1
        if (nums[mid] > target) {
            // [mid]嚴(yán)格大于目標(biāo)值,不是解
            // 那么条舔,下次搜索區(qū)間為[left,mid - 1]
            right = mid - 1
        } else {
            // [mid]可能是解
            // 那么枫耳,下次搜索區(qū)間為[mid,right]
            left = mid
        }
    }
    return if (nums[left] == target) left else -1
}

提示: 以上為 Kotlin 代碼,Kotlin 中 shr 和 ushr 是移位運(yùn)算孟抗,shr 是有符號(hào)右移迁杨,ushr 是無(wú)符號(hào)右移。

下面凄硼,我依次分析模板中需要注意的地方:

  • 細(xì)節(jié) 1:left = 0铅协,right = nums.size - 1

第 2.1 節(jié) 中,我們定義了問(wèn)題為閉區(qū)間[left , right]摊沉,因此 left 的初值為 0狐史,而 right 的初始值為數(shù)組長(zhǎng)度 - 1。這相對(duì)于其他一些解題模板 right = nums.size 更容易理解说墨,因?yàn)槲覀?left 和 right 永遠(yuǎn)指向我們關(guān)心的區(qū)間骏全。

  • 細(xì)節(jié) 2:while(left < right)

表示二分查找的邏輯只處理區(qū)間長(zhǎng)度大于 1 的情況,當(dāng)區(qū)間只剩下一個(gè)元素的時(shí)候尼斧,退出循環(huán)執(zhí)行后處理(如果最后一個(gè)元素滿足條件則是目標(biāo)解姜贡,否則,題目無(wú)解)棺棵。

  • 細(xì)節(jié) 3:取中位數(shù)

取中位數(shù)的代碼是mid = (left + right) / 2楼咳,這個(gè)寫(xiě)法是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南ê础R驗(yàn)樵?left 或 right 很大的時(shí)候,left + right 有可能發(fā)生溢出母怜,所有較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?xiě)法是:

mid = left + (right - left) / 2

另外余耽,/ 2也可以用 移位操作 代替:

mid = (left + right) ushr 1

提示: 可以在 JDK Arrays.java 中看到類似的寫(xiě)法:

int mid = (low + high) >>> 1;
  • 細(xì)節(jié) 4:區(qū)間的劃分

第 2.1 節(jié) 中,我們介紹了二分查找的兩種寫(xiě)法糙申,要特別理解兩種寫(xiě)法中區(qū)分的劃分方法宾添。

嘗試排除左區(qū)間的寫(xiě)法:

[left , mid - 1] 嘗試拋棄
[mid , right]

即:
left = mid
right = mid - 1

嘗試排除右區(qū)間的寫(xiě)法:

[left , mid]
[mid + 1, right] 嘗試拋棄

即:
left = mid + 1
right = mid
  • 細(xì)節(jié) 5:向上取整與向下取整

當(dāng)區(qū)間中含有奇數(shù)個(gè)元素時(shí),中位數(shù)只有一個(gè)柜裸,例如缕陕,對(duì)于區(qū)間[1,2,3],中位數(shù)是2疙挺。而當(dāng)區(qū)間中含有偶數(shù)個(gè)元素時(shí)扛邑,中位數(shù)其實(shí)有兩個(gè)。例如铐然,對(duì)于區(qū)間[1,2,3,4]蔬崩,中位數(shù)是2或者4

此時(shí)搀暑,取前一個(gè)中位數(shù)2稱為 向下取整沥阳,取后一個(gè)中位數(shù)4稱為 向上取整(奇數(shù)區(qū)間向上取整和向下取整是同一個(gè)數(shù)):

向下取整:
(left + right) ushr 1
left + (right - left) / 2
向上取整:
(left + right + 1) ushr 1
left + (right - left + 1) / 2

那么,我們應(yīng)該選擇哪個(gè)中位數(shù)呢自点,選擇不同中位數(shù)的結(jié)果一樣嗎桐罕?其實(shí)是不一樣的。 這取決于我們?cè)?細(xì)節(jié) 4 中采用的寫(xiě)法:

嘗試排除左區(qū)間的寫(xiě)法:當(dāng)搜索區(qū)間只剩下兩個(gè)元素時(shí)桂敛,應(yīng)該采用向上取整功炮。

「反證法」:因?yàn)?img class="math-inline" src="https://math.jianshu.com/math?formula=%5Bleft%20%2C%20right%5D" alt="[left , right]" mathimg="1">區(qū)間被劃分為:[left , mid - 1][mid , right],如果選擇向下取整(取前一個(gè)中位數(shù)术唬,mid 的值等于 left)薪伏,那么在左區(qū)間 無(wú)法 排除時(shí),會(huì)進(jìn)入left = mid的分支粗仓。此時(shí)嫁怀,left 和 right 的值沒(méi)有改變,出現(xiàn)區(qū)間不會(huì)縮小的情況借浊,進(jìn)入死循環(huán)眶掌。

嘗試排除右區(qū)間的寫(xiě)法:當(dāng)搜索區(qū)間只剩下兩個(gè)元素時(shí),應(yīng)該采用向下取整巴碗。

「反證法」:因?yàn)?img class="math-inline" src="https://math.jianshu.com/math?formula=%5Bleft%20%2C%20right%5D" alt="[left , right]" mathimg="1">區(qū)間被劃分為:[left , mid][mid + 1 , right]朴爬,如果選擇向上取整(取后一個(gè)中位數(shù),mid 的值等于 right)橡淆,那么在右區(qū)間 無(wú)法 排除時(shí)召噩,會(huì)進(jìn)入right = mid的分支母赵。此時(shí),left 和 right 的值沒(méi)有改變具滴,出現(xiàn)區(qū)間不會(huì)縮小的情況凹嘲,進(jìn)入死循環(huán)。

  • 細(xì)節(jié) 6:if (nums[left] == target) left else -1

執(zhí)行后處理:在退出循環(huán)以后构韵,只剩下 1 個(gè)數(shù)未檢查周蹭,如果該元素滿足條件則是目標(biāo)解,否則題目無(wú)解疲恢。


3. 舉一反三

讓我們回顧前面講的二分查找原始題目凶朗,你能找出題目中的關(guān)鍵詞嗎?題目中最關(guān)鍵的信息是:查找無(wú)重復(fù)升序數(shù)組中的目標(biāo)數(shù)显拳,即:

關(guān)鍵信息 描述
順序表 必要條件
有序(或單調(diào)性) 必要條件
數(shù)據(jù)量不大 必要條件
無(wú)重復(fù) /
一個(gè)目標(biāo)數(shù) /

其中棚愤,「無(wú)重復(fù)」和「一個(gè)目標(biāo)數(shù)」不是必要條件,修改這兩個(gè)因素可以延伸出更多題目杂数。

提示: 有序數(shù)組的本質(zhì)是數(shù)組值符合單調(diào)性宛畦,詳見(jiàn) 第 3.5 節(jié)

3.1 搜索滿足條件的目標(biāo)數(shù)

35. Search Insert Position 【題解】
69. Sqrt(x) 【題解】
162. Find Peak Element (Medium) 【題解】
287. Find the Duplicate Number
374. Guess Number Higher or Lower 【題解】

相對(duì)于【題 704 二分查找】揍移,這類題最大的不同是目標(biāo)數(shù)是「未知數(shù)」次和,要求我們找出這個(gè)目標(biāo)數(shù)。這類題目的差不太大那伐,我們要修正的只不過(guò)是排除區(qū)間的判斷條件踏施,使得下一次搜索的區(qū)間能夠包含滿足條件的目標(biāo)數(shù)即可。

3.2 搜索目標(biāo)數(shù)的邊界

34. Find First and Last Position of Element in Sorted Array (Medium) 【題解】

相對(duì)于【題 704 二分查找】喧锦,這類題最大的不同是數(shù)組存在「重復(fù)」读规,要求我們找出目標(biāo)數(shù)的開(kāi)始位置和結(jié)束位置抓督。我們依舊可以通過(guò)判斷中位數(shù)與目標(biāo)值的關(guān)系燃少,來(lái)確定下一輪的搜索區(qū)間:

  • 中位數(shù)嚴(yán)格小于目標(biāo)數(shù),那么一定不是開(kāi)始位置
  • 中位數(shù)嚴(yán)格大于目標(biāo)數(shù)铃在,那么一定不是結(jié)束位置

注意阵具,比較容易出錯(cuò)的是:當(dāng)我們找到一個(gè)與目標(biāo)值相同的位置,再線性地向左和向右搜索目標(biāo)值的邊界定铜,時(shí)間復(fù)雜度是 O(n)阳液,而不再是O(lgn)

3.3 搜索旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組

33. Search in Rotated Sorted Array (Medium) 【題解】
81. Search in Rotated Sorted Array II (Medium) 【題解】

相對(duì)于【題 704 二分查找】揣炕,這類題最大的不同是數(shù)組是「旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組」帘皿,有序數(shù)組經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)后就不再是有序的,我們不能夠直接對(duì)數(shù)組進(jìn)行二分查找畸陡。但如果把數(shù)組看為左右兩個(gè)有序數(shù)組拼接起來(lái)的鹰溜,這兩部分內(nèi)部依舊是有序的虽填,可以使用二分查找。所以我們的解題思路是:判斷當(dāng)前中位數(shù)是的位置:

  • 位于左半部分:左邊的元素嚴(yán)格有序曹动,可以采用嘗試拋棄左區(qū)間的寫(xiě)法
  • 位于右半部分:右邊的元素嚴(yán)格有序斋日,可以采用嘗試拋棄右區(qū)間的寫(xiě)法

兩種寫(xiě)法的模板我們已經(jīng)很熟悉了,但是需要注意到兩種寫(xiě)法需要用到同一個(gè)中位數(shù)墓陈。而在前面的介紹中我們知道:拋棄左區(qū)間的寫(xiě)法使用前中位數(shù)恶守,拋棄右區(qū)間的寫(xiě)法使用后中位數(shù),該如何處理呢贡必?其實(shí)我們可以觀察到兔港,在左半部分,區(qū)間 [left,mid] 是嚴(yán)格升序的赊级,等于有 [left,mid - 1]也是升序的押框,所以可以直接使用 mid - 1 對(duì)應(yīng)的前中位數(shù)。

更進(jìn)一步理逊,當(dāng)數(shù)組中存在重復(fù)數(shù)字橡伞,如果中位數(shù)和左端點(diǎn)的數(shù)字相同,那么我們無(wú)法確定目標(biāo)數(shù)是在左區(qū)間完全相同晋被,還是右區(qū)間完全相同兑徘。此時(shí),我們將 left++ 或者 right--羡洛,相當(dāng)于去掉一個(gè)重復(fù)的干擾項(xiàng)挂脑。

圖片引用自 LeetCode

153. Find Minimum in Rotated Sorted Array (Medium) 【題解】
154. Find Minimum in Rotated Sorted Array II (Hard) 【題解】

這道題不是尋找目標(biāo)值,而是尋找旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組中的「最小值」欲侮。用排除法崭闲,我們要做的就是排除一定不存在最小值的區(qū)間:

  • 位于左半部分:元素都比區(qū)間最后一個(gè)元素大,拋棄左區(qū)間
  • 位于右半部分:中位數(shù)比區(qū)間最后一個(gè)元素大威蕉,拋棄右區(qū)間

更進(jìn)一步刁俭,當(dāng)數(shù)組中存在重復(fù)數(shù)組,如果中位數(shù)和左端點(diǎn)的數(shù)字相同韧涨,那么我們無(wú)法確定是分界點(diǎn)是在左區(qū)間還是右區(qū)間牍戚。與上一個(gè)問(wèn)題類似,我們依舊可以將 left++ 或者 right--虑粥,從而減少一個(gè)重復(fù)的干擾項(xiàng)如孝。

3.4 搜索山脈數(shù)組

1095. Find in Mountain Array (Hard) 【題解】

這道題與搜索旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組類似的地方在于:原數(shù)組整體是無(wú)序的,但組成數(shù)組的兩部分內(nèi)部是有序的娩贷。不同之處在于:搜索旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組可以通過(guò)比較中位數(shù)的值與的關(guān)系來(lái)判斷當(dāng)前所處的區(qū)間第晰,但是山脈數(shù)組不再成立。

所以我們需要先找到山脈數(shù)組的峰值,再分別在兩個(gè)區(qū)間內(nèi)搜索目標(biāo)值茁瘦。

3.5 最大值極小化

410. Split Array Largest Sum 【題解】
875. Koko Eating Bananas 【題解】
1300. Sum of Mutated Array Closest to Target 【題解】
1482. Minimum Number of Days to Make m Bouquets 【題解】
1552. Magnetic Force Between Two Balls
LCP 12. 小張刷題計(jì)劃 【題解】

這類問(wèn)題也許是二分查找問(wèn)題中最難的罗岖,相對(duì)于【題 704 二分查找】,這類題最大的不同是「沒(méi)有明顯的排序數(shù)組」「沒(méi)有明顯的目標(biāo)數(shù)的條件」腹躁,靈活性非常大桑包,對(duì)于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)會(huì)很難聯(lián)想到二分查找算法。

對(duì)于這類題目纺非,最重要的點(diǎn)是挖掘題目中隱含的「單調(diào)性」哑了。在前面的題目中大多用到「排序數(shù)組」,其實(shí)排序數(shù)組就隱含了一種單調(diào)性烧颖,即隨著下標(biāo) x 的增大弱左,數(shù)組值單調(diào)遞增或者單調(diào)遞減。

單調(diào)性

單調(diào)性(monotonicity)也可以叫做增減性炕淮,可以定性地描述兩個(gè)變量之間的關(guān)系拆火。當(dāng)變量x在其定義區(qū)間內(nèi)增大時(shí),函數(shù)y= f(x)隨著增大(或減型吭病)们镜,則稱函數(shù) y 在該區(qū)間單調(diào)遞增(或單調(diào)遞減)。

【題 410. 木棍切割問(wèn)題】 是最大值最小化題目的經(jīng)典問(wèn)題:

給定一個(gè)非負(fù)整數(shù)數(shù)組 nums 和一個(gè)整數(shù) m 润歉,你需要將這個(gè)數(shù)組分成 m 個(gè)非空的連續(xù)子數(shù)組模狭。

設(shè)計(jì)一個(gè)算法使得這 m 個(gè)子數(shù)組各自和的最大值最小。

當(dāng)你看到 “最大值最小化” 類似的字樣時(shí)踩衩,你應(yīng)該想一想是不是可以用二分查找解決嚼鹉。那么,怎么挖掘題目中的兩個(gè)變量之間的單調(diào)性呢驱富?

這里有一個(gè)小套路:

  • 1锚赤、分析題目中存在那幾個(gè)變量;
  • 2褐鸥、找出題目中給出的某個(gè)固定值(例如此題的整數(shù) m)线脚,這個(gè)固定值其實(shí)可以看作一個(gè)限制條件;
  • 3晶疼、挖掘變量間的單調(diào)性:當(dāng)變量 1 在區(qū)間內(nèi)遞增時(shí)酒贬,變量 2 單調(diào)遞增或遞減又憨;
  • 4翠霍、在變量 1 的區(qū)間內(nèi)執(zhí)行二分搜索,找出滿足限制條件的最小值蠢莺。

例如此題寒匙,經(jīng)過(guò)分析可以看出題目中存在以下幾個(gè)變量:

  • 分割數(shù) count
  • 最大子數(shù)組和 maxSum

這兩個(gè)變量的單調(diào)性是:當(dāng)「最大子數(shù)組和」減小時(shí),那么我們就需要多分割幾次,「分割數(shù)」單調(diào)遞增锄弱;而當(dāng)「最大子數(shù)組和」增大時(shí)考蕾,那么我們就不需要?jiǎng)澐帜敲炊啻瘟耍阜指顢?shù)」單調(diào)遞減会宪。

至于二分查找的步驟肖卧,我們要做的是在「最大子數(shù)組和」的取值區(qū)間內(nèi)執(zhí)行二分查找,找到分割數(shù)等于 m 的「目標(biāo)數(shù)」掸鹅。接下來(lái)就是編碼啦塞帐,按照解題框架編寫(xiě)即可。


4. 總結(jié)

如果你也遇到二分查找算法一直寫(xiě)不對(duì)的問(wèn)題巍沙,希望今天介紹的解題框架能對(duì)你有所啟發(fā)葵姥。需要注意,一定要配合練習(xí)才能融會(huì)貫通句携,不要背解題框架榔幸。文章 第 3 節(jié) 整理了大量典型例題,應(yīng)該能覆蓋常見(jiàn)的題型矮嫉,多去看看削咆。最后,歡迎各位大佬們點(diǎn)贊蠢笋、留言态辛、轉(zhuǎn)發(fā)。


參考資料


創(chuàng)作不易,你的「三連」是丑丑最大的動(dòng)力窄俏,我們下次見(jiàn)蹂匹!

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