用 Python 探索二分查找算法：从基本原理到实战最佳实践

用 Python 探索二分查找算法：从基本原理到实战最佳实践

在算法的世界中，二分查找以其简洁和高效闻名，是编程入门与提升的必修课。作为一种经典的搜索算法，二分查找被广泛应用于数据库查询、游戏开发及数值优化等场景。这篇文章将带您深入探索二分查找，从理论到实现，逐步挖掘其效率之美与应用之广。

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1. 为什么选择二分查找？

在日常开发中，当面对一个已排序的列表时，传统的遍历查找（如线性搜索）效率较低，需要逐一对比每个元素。二分查找通过“每次将查找范围减半”的策略，将时间复杂度从 O(n) 降低到 O(log n)，大幅提升效率。

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2. 二分查找的基本原理

核心思想：

1. 将目标值与列表的中间元素进行比较。
2. 如果目标值等于中间元素，则查找成功。
3. 如果目标值小于中间元素，则目标只可能出现在左半部分。
4. 如果目标值大于中间元素，则目标只可能出现在右半部分。
5. 不断缩小搜索范围，直至找到目标值或范围为空。

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3. 二分查找的实现

3.1 基础实现：迭代版

这是二分查找最直观的实现，利用循环缩小搜索范围。