leetcode 704. binary-search 二分查找 python3

时间：2021-02-18

题目地址：https://leetcode-cn.com/problems/binary-search/

题目难度：Easy

题目描述：

给定一个 n 个元素有序的（升序）整型数组 nums 和一个目标值 target  ，写一个函数搜索 nums 中的 target，如果目标值存在返回下标，否则返回 -1。

示例 1:

输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9
输出: 4
解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4
示例 2:

输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2
输出: -1
解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1
 

提示：

你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。
n 将在 [1, 10000]之间。
nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。

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思路1：快慢指针

代码段1：通过

class Solution:
    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        if len(nums) == 0:
            return -1
        left, right = 0, len(nums) - 1
        while left <= right:
            mid = (right + left) // 2 
            if nums[mid] == target:
                return mid
            elif nums[mid] < target:
                left = mid + 1
            else:
                right = mid - 1
        return -1

总结：

1. 就这还调了半天，边界条件和mid的值一开始都没写对。

2. 位移运算会更快一点 mid = (right + left) >> 1

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思路2：python内置的方法

代码段2：通过

class Solution:
    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        try:
            return nums.index(target)
        except ValueError:
            return -1

总结：

1. 厉害了

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【2021-2-19】

寻找元素的左边界 | 右边界

思路1：快慢指针

代码段1：通过

    # 寻找左边界
    def left_bound(self, nums, target):
        if len(nums) == 0: return -1
        left, right = 0, len(nums) - 1
        while left <= right:
            mid = left + (right - left) // 2
            if nums[mid] == target:
                right = mid - 1   # 这里不能返回，继续缩放区间找到左边界
            elif nums[mid] < target:
                left = mid + 1
            elif nums[mid] > target:
                right = mid - 1
        # 检查left越界的情况，当target比所有元素都大时会加到len(nums)
        if left >= len(nums) or nums[left] != target: 
            return -1
        return left

    # 寻找右边界 
    def right_bound(sekf, nums, target):
        if len(nums) == 0: return -1
        left, right = 0, len(nums) - 1
        while left <= right:
            mid = left + (right - left) // 2
            if nums[mid] == target:
                left = mid + 1 # 这里不能返回，继续缩放区间找到右边界
            elif nums[mid] < target:
                left = mid + 1
            elif nums[mid] > target:
                right = mid - 1
        # 检查right越界的情况，当target比所有元素都小时会减到 -1
        if right < 0 or nums[right] != target:
            return -1
        return right 

 

总结：

1. 二分查找的代码不要出现else，尽量全写成elif 这样逻辑更清晰
2. 这里二分查找和搜索左右边界都用的是两边都闭，只是相等和返回逻辑不一样，可作为二分搜索的模板