二分思想的简单应用 ACwing7890.数的范围

本文介绍了如何使用二分查找算法解决寻找数组中特定数字下标范围的问题,通过不断更新边界并判断中间值来定位范围。特别强调了边界特判和左右边界查找的过程。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

原题链接:

https://www.acwing.com/problem/content/791/icon-default.png?t=M1L8https://www.acwing.com/problem/content/791/二分的思想很简单

就是不断的更新满足条件的数组的边界,来达到查找满足条件的数组的下标范围

对于本题来说就是找寻询问数字的下标范围

这里我们先找左边界

		int l=0,r=n-1;
         while(l<r)
		{
			int mid=l+r >> 1;
			if(a[mid]>=k) r=mid; 
			else l=mid +1;
		}

从整段的区间开始查找

当mid值大于等于k值时,则满足条件的数就在[l,mid]之间,更新右端点为mid;

反之则满足条件的数在[mid+1,r]之间,则更新左端点为mid+1;

循环到最后找到的l和r肯定是相等的,并且l下标对应的是第一个满足条件的数的下标;

输出l即为左端点;

注意:此处需特判不存在的情况,即判断一下l或r下标所对应的数与k是否相等即可

右端点同理

放出全代码

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
const int N =1e5+10;

int n,q;
int a[N];
int main ()
{
	cin >> n >> q;
	for(int i=0;i<n;i++){
		cin >> a[i];
	}
	while(q--){
		int k;cin >> k;
		int l=0,r=n-1;
		while(l<r)
		{
			int mid=l+r >> 1;
			if(a[mid]>=k) r=mid;
			else l=mid +1;
		}
		if(a[l]!=k) cout << "-1 -1" << endl;
		else {
			cout << l << " ";
			l=0,r=n-1;
			while(l<r)
			{
				int mid=l+r+1 >> 1;
				
				if(a[mid] <=k) l=mid;
				else r=mid-1;
			}
			cout << l << endl;
		}	
	}
	return 0;
}

### 关于 AcWing 797 题目(差分问题)的 Java 实现 #### 差分组的概念 差分组是一种高效处理区间加减操作的据结构。对于给定的一个长度为 \(n\) 的组 `arr`,其对应的差分组 `diff` 定义如下: - 对于原始组中的任意位置 \(i (1 \leq i < n)\),有 \( diff[i] = arr[i] - arr[i-1] \)。 - 特别的,\( diff[0] = arr[0] \)[^2]。 通过这种定义方式,可以快速完成对原组某些区间的统一增减操作,并最终还原得到修改后的原组。 #### 解决方案的核心逻辑 针对题目需求,在执行多次区间增加之后再恢复整个序列的操作中,利用差分组能够显著减少时间复杂度。具体步骤包括构建初始差分组、应用所有增量变化到该差分组以及最后依据更新过的差分组重建目标组[^4]。 以下是基于上述理论的具体实现: ```java import java.util.Scanner; public class Main { public static void main(String[] args){ Scanner sc = new Scanner(System.in); // 输入据读取部分 int n = sc.nextInt(); int m = sc.nextInt(); long[] originalArray = new long[n]; for(int i=0;i<n;i++) {originalArray[i]=sc.nextLong();} // 构建差分组 long[] differenceArray = buildDifference(originalArray,n); // 执行m次查询/更改操作 while(m-- >0 ){ int l = sc.nextInt()-1; int r = sc.nextInt()-1; long val = sc.nextLong(); updateRange(differenceArray,l,r,val); } // 输出结果 printFinalResult(differenceArray,originalArray.length); } private static long[] buildDifference(long[] array,int size){ long[] result =new long[size]; result[0]=array[0]; for(int i=1;i<size;i++){ result[i]=array[i]-array[i-1]; } return result; } private static void updateRange(long[] diffArr ,int startIdx ,int endIdx,long addVal){ diffArr[startIdx]+=addVal; if(endIdx+1<diffArr.length){ diffArr[endIdx+1]-=addVal; } } private static void printFinalResult(long[] diffArr,int length){ System.out.print(diffArr[0]); for(int idx=1;idx<length;idx++){ diffArr[idx]+=diffArr[idx-1]; System.out.print(" "+diffArr[idx]); } } } ``` 此代码片段实现了完整的解决方案流程,涵盖了输入解析、差分计算、批量更新及最终输出等环节[^1]。 #### 几点说明 1. **初始化阶段**:先按照常规方法建立差分组; 2. **范围调整过程**:每次仅需改动两个特定索引处值即可代表对该范围内全部元素施加相同改变量的效果; 3. **重构原组**:通过对累积求和的方式重新获取经过一系列变动后的新状态下的实际值集合[^2]。
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