二分查找的一个通用框架

本文解析了二分查找问题的抽象形式,介绍如何定义单调递增的映射函数f(x),并利用数学归纳法证明正确性。探讨了在特定数组结构中寻找目标值的策略,适用于各种搜索场景。

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  • 迄今为止,无论遇到的何种二分查找题目都可以抽象为如下形式:在一个具有false,false⋯false,true,true⋯truefalse,false \cdots false,true,true \cdots truefalse,falsefalsetrue,truetrue的数组中找到最后一个false对应的下标或者第一个truetruetrue对应的下标
  • 在数组中找到target的结束位置,等价于找到最后一个小于等于target的值对应的下标,如果这个下标不满足条件,则target不存在
  • 其余的问题均可用类似的思路进行抽象。
  • 通用框架:定义函数f(x),x∈arrayf(x),x\in arrayf(x),xarray,为从x到boolean值得映射。且如认为false<positivefalse < positivefalse<positive,则函数f(x)f(x)f(x)单调递增。
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  • low < high对应得搜索区间是[low,high)而不是[low,high]
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正确性证明-数学归纳法

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