【详解】彻底解决二分查找出现的死循环、边界问题

文章介绍了在编程中解决二分查找算法常常遇到的边界问题,提供了两种通用的模板来避免死循环和不清晰的解题思路。通过区分左区间不成立和左区间成立的情况,给出相应的区间更新策略,并结合LeetCode的二分查找问题实例展示了模板的使用方法。

常犯的问题

如果考虑不清楚边界问题就会导致写代码模模糊糊,似懂非懂,每次解题就碰运气,完整默写出二分模板,对了就过,不对就换一个,总是纠结不清。
二分查找本是高效的算法,若每次都因为边界问题而导致解题的不顺畅,这显然是致命的。

以下给出一个非常通用的方法,可以避免以往的所有坑点,以后再也不担心出现死循环了hhh,篇幅不长,大家耐心往下看。
注:建议大家先了解二分查找的基本概念再往下阅读,不少文章用大量图片甚至动图来解释清楚了。

图解二分法

这里我们分成两种情况讨论,每一种情况对应一个模板,模板在后面会给到。

情况一:左区间不成立,右区间成立

在这里插入图片描述

注:ans是所求的解的下标,check是检查函数。始终明确一点,闭区间[l, r]一定是包含了ans的。

  • 当mid指向左区间时,check(mid)为false,说明解必定落在右侧区间,并且在mid上是不满足条件的,所以我们把区间更新为[mid + 1, r]。
  • 当mid指向右区间时,check(mid)为true,说明解必定落在左侧区间,此时在mid上是有可能满足条件的(mid可能会刚好落在ans上),所以我们把区间更新为[l, mid]

情况二:左区间成立,右区间不成立

在这里插入图片描述

分析过程与情况一类似。
注:ans是所求的解的下标,check是检查函数。始终明确一点,闭区间[l, r]一定是包含了ans的。

  • 当mid指向左区间时,check(mid)为true,说明解必定落在右侧区间,并且在mid上是可能满足条件的(因为mid可能会刚好落在ans上),所以我们把区间更新为[mid, r]。
  • 当mid指向右区间时,check(mid)为false,说明解必定落在左侧区间,此时在mid上是不满足条件的,所以我们把区间更新为[l, mid - 1]。

模板代码

这两个模板分别对应不同的情况,要视情况而用。

情况一:左区间不成立,右区间成立

void bSearch(int l
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