二分法查找

場(chǎng)景

??假設(shè)有這樣一個(gè)“猜數(shù)字”的游戲:裁判在1~100之間想一個(gè)數(shù)字竿音,我們報(bào)數(shù)字來(lái)猜裁判心中所想的數(shù)字冯键,裁判能提示我們所猜的這個(gè)數(shù)字是“大了”菲语,“小了”妄辩,或者“猜對(duì)啦!”山上,直到裁判說(shuō)“猜對(duì)啦”眼耀,這個(gè)游戲才算結(jié)束!

方案一

最直接的一個(gè)辦法就是佩憾,我們可以有序的從1報(bào)到100哮伟,代碼實(shí)現(xiàn)如下:

// 用隨機(jī)數(shù)來(lái)模擬裁判心中所想的數(shù)字(1~100)
let num = Math.floor(Math.random() * 100 + 1)
console.log(`裁判心中想的數(shù)字是${num}`)
// for循環(huán)模擬我們猜的過(guò)程
for(let i = 1; i <= 100; i++) {
    if(i < num){
        console.log('小了')
    } else if(i === num){
        console.log(`猜中啦!這個(gè)數(shù)字是${i}`)
        console.log(`一共猜了${i}次`)
        break
    }
}

猜想

以上確實(shí)是不失為一種方案妄帘,但可以看出楞黄,這種方案最少需要猜測(cè)1次,最多需要猜測(cè)100次抡驼。想一想鬼廓,有沒(méi)有一種方法,能夠讓我們盡可能少的猜測(cè)就能猜到這個(gè)數(shù)字致盟。假如我們從中間開(kāi)始猜捞稿,每次都能排除掉一半的數(shù)字彪标,然后繼續(xù)在剩下的數(shù)字中取中間值,這樣又能排除掉一半......重復(fù)這個(gè)動(dòng)作,直到找到正確的數(shù)字废酷,這便是二分查找算法了蚤吹。并且我們還有一個(gè)“大了”的條件我們還沒(méi)有用上舆瘪,如果用這種方式臊岸,那么這個(gè)條件就能用上了。

方案二

每次我們從最中間的數(shù)開(kāi)始猜,如果有小數(shù)點(diǎn)(1~100最中間的數(shù)是50.5)就進(jìn)行向下取整虐杯。

// 還是用隨機(jī)數(shù)來(lái)模擬裁判心中所想的數(shù)字(1~100)
let num = Math.floor(Math.random() * 100 + 1)
console.log(`裁判心中想的數(shù)字是${num}`)
// 定義(0~100)這個(gè)區(qū)間的小值lit玛歌,最大值big,和中間值mid擎椰,i用來(lái)記錄循環(huán)的次數(shù)
let lit = 0, big = 100, mid = Math.floor((lit + big) / 2), i = 0
// 只要范圍沒(méi)有縮小到只剩一個(gè)元素支子,就循環(huán)
while(lit <= big) {
    i++ 
    mid = Math.floor((lit + big) / 2)
    // 如果中間值比num小,則把mid+1賦給lit
    if(mid < num) {
        console.log('小了')
        lit = mid + 1
    } else if(mid > num) { // 如果中間值比num大达舒,則把mid-1賦給big
        console.log('大了')
        big = mid - 1
    } else { // 如果相等值朋,則打印mid和循環(huán)次數(shù),并跳出循環(huán)
        console.log(`猜對(duì)啦巩搏!這個(gè)數(shù)字是${mid}`)
        console.log(`一共猜了${i}次`)
        break
    }
}

結(jié)論

方案一昨登,最多需要猜測(cè)100次,而方案二最多只需要7次贯底,可見(jiàn)二分查找的效率比普通循環(huán)的要高很多丰辣。一般對(duì)于包含了n個(gè)元素的有序列表來(lái)說(shuō),二分查找最多只需要{log_2{n}}次就能找到禽捆。

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