查找算法之二分法查找

本文利用Java实现二分法查找
思想:
在二分查找算法中,数列已经排好序,对于要搜索的数字,我们从中间的数开始搜索,如果目标数小于中间数,则无需搜索右边的数,因为右边的数都大于中间的数,直接搜索左边的数就可以;如果目标数大于中间数,则无需搜索左边的数,因为左边的数都是小于中间数,直接搜索右边的数
注意的地方:
1、数列是排好序的,否则无法进行二分法查找
2、数列中的元素的值不能重复
3、注意if语句的判断方式,怎么处理结果
算法时间复杂度和空间复杂度:
1、最坏情况是找第一个元素或是最坏一个元素,T(n)=O(logn)
2、最好的情况是要查找最中间的元素,O(1)
空间复杂度是S(n)=n
Java代码实现

/* The guess API is defined in the parent class GuessGame.
   @param num, your guess
   @return -1 if my number is lower, 1 if my number is higher, otherwise return 0
      int guess(int num); */

public class Solution extends GuessGame {
    public int guessNumber(int n) {
        int i=1;
        int j=n;
        int mid=0;
        //使用二分法查找
        while(i<=j){
            //求中间数
            mid=(j-i)/2+i;
            //guess(int num)是用来返回目标值比你猜的这个数是高了还是低了
            int val=guess(mid);
            //-1表示我的数字比你猜的数字要小
            if(val==-1)
            j=mid-1;
            else if(val==1)
            //+1表示我的数字比你猜的数字要大
                i=mid+1;
                else 
                return mid;
        }

        return -1;
    }
}
以下是C++实现顺查找算法二分法查找算法的示例代码: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; // 顺查找算法 int seqSearch(vector<int>& nums, int target) { for (int i = 0; i < nums.size(); i++) { if (nums[i] == target) { return i; } } return -1; // 查找失败 } // 二分法查找算法 int binarySearch(vector<int>& nums, int target) { int left = 0, right = nums.size() - 1; while (left <= right) { int mid = (left + right) / 2; if (nums[mid] == target) { return mid; } else if (nums[mid] < target) { left = mid + 1; } else { right = mid - 1; } } return -1; // 查找失败 } int main() { vector<int> nums = {3, 5, 2, 8, 4, 7, 1, 6}; sort(nums.begin(), nums.end()); // 二分法查找算法需要有表 int target = 4; int index1 = seqSearch(nums, target); // 调用顺查找算法 int index2 = binarySearch(nums, target); // 调用二分法查找算法 if (index1 != -1) { cout << "顺查找成功,目标元素下标为:" << index1 << endl; } else { cout << "顺查找失败,未找到目标元素" << endl; } if (index2 != -1) { cout << "二分法查找成功,目标元素下标为:" << index2 << endl; } else { cout << "二分法查找失败,未找到目标元素" << endl; } return 0; } ``` 以上代码中,我们使用了STL中的vector容器来存储顺元素,并使用sort函数对其进行排,以便二分法查找算法能够正确执行。在main函数中,我们分别调用了顺查找算法二分法查找算法查找目标元素的值为4。最后,根据返回的下标值,输出查找结果。
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