【算法】二分查找（Binary Search）详解及实现（python、go、java）

二分查找是一种高效的查找算法，用于在已排序的数组中快速查找特定元素。其基本思想是通过将搜索范围不断缩小为一半来快速定位目标元素。本文将用 Python、Go 和 Java 三种语言分别实现二分查找，并附上详细注释和解释。

• 时间复杂度：O(log n)，每次查找都将范围减半。
• 空间复杂度：O(1)，只使用了常数级别的额外空间。
• 适用场景：适合于在大规模已排序数组中进行快速查找。

1. 二分查找的基本思想

• 前提条件：数组必须是已排序的。
• 算法步骤：
  1. 确定查找的范围，即数组的起始和结束索引。
  2. 计算中间索引并检查中间元素：
     • 如果中间元素等于目标值，返回中间索引。
     • 如果中间元素小于目标值，则在右半部分继续查找。
     • 如果中间元素大于目标值，则在左半部分继续查找。
  3. 重复上述步骤，直到找到目标值或范围无效。

2. Python 实现

def binary_search(arr, target):
    """
    在已排序的数组中查找目标值
    :param arr: 已排序的数组
    :param target: 目标值
    :return: 目标值的索引，如果未找到则返回 -1
    """
    left,