middle = left + (right-left) // 2与(left+right)/2有什么不同

两者在大多数情况下会产生相同的结果,但在某些特定的情况下存在关键区别:

1.防止溢出:

middle = left + (right - left) // 2 这种计算方法可以避免在处理非常大的数字时发生整数溢出。这是因为(right - left) // 2 的结果始终小于或等于 right 的值,所以 left + (right - left) // 2 不会超过整数的上限。
(left + right) / 2 直接将两个数字相加,如果 left 和 right 的值非常大,可能会导致加法结果超过整数范围,从而发生溢出。

2.计算精度:

如果 left 和 right 是整数,那么 middle = left + (right - left) // 2 保证了结果是整数。使用 // 运算符确保计算结果为整型,不会引入浮点数。
(left + right) / 2 会返回浮点数,因为 / 运算符会自动返回浮点数,即使 left 和 right 都是整数。

3.总结

因此,为了避免溢出问题并保持整数运算,middle = left + (right - left) // 2 被广泛推荐和使用,特别是在编写二分查找算法时。

代码 `int middle = left + ((right - left) >> 1);` 常用于二分查找算法中,用于计算当前查找区间的中间位置。下面详细解释其含义: #### 背景 在经典的二分查找算法中,计算中间位置时第一反应可能是使用 `int middle = (left + right) / 2;`。但当 `left` 和 `right` 的值都非常大时,`left + right` 的结果可能会超出 `int` 类型的最大值,从而导致溢出问题。为避免该现象,采用 `int middle = left + ((right - left) >> 1);` 这种写法 [^1][^2]。 #### 代码解释 - `right - left`:计算当前查找区间的长度。`right` 表示区间的右边界,`left` 表示区间的左边界,两者相减得到区间的长度。 - `(right - left) >> 1`:这是一个位运算操作,`>>` 是右移运算符。右移一位相当于将一个数除以 2 并向下取整。例如,二进制数 `10`(十进制的 2)右移一位得到 `1`(十进制的 1)。所以 `(right - left) >> 1` 等价于 `(right - left) / 2`,但位运算的执行速度通常比除法运算快 [^3][^4]。 - `left + ((right - left) >> 1)`:将左边界 `left` 加上区间长度的一半,得到当前区间的中间位置。这样可以避免 `left + right` 可能产生的溢出问题。 #### 示例代码 以下是一个使用该计算方式的二分查找示例: ```cpp #include <iostream> #include <vector> int binarySearch(std::vector<int>& nums, int target) { int left = 0; int right = nums.size() - 1; while (left <= right) { int middle = left + ((right - left) >> 1); if (nums[middle] == target) { return middle; } else if (nums[middle] < target) { left = middle + 1; } else { right = middle - 1; } } return -1; } int main() { std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; int target = 5; int result = binarySearch(nums, target); if (result != -1) { std::cout << "找到目标值,索引为: " << result << std::endl; } else { std::cout << "未找到目标值" << std::endl; } return 0; } ```
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