找出有序数组中最接近给定目标数的下标(递归实现)

输入:[1,2,3,3,4,5,6,7,8]    3

输出:2

输入:[1,3,5,7,9]    4

输出:1

 

实现方式:二分+递归

主要思想:设置两个游标,start,end,取start和end的中位数,及其左边一位,和右边一位,将三者与目标值的绝对差值进行比较。设中位数与目标的绝对差值为sm,左边一位的绝对差值为sl,右边一位的绝对差值为sr,对比较的结果我们花开两枝

1.  sm < sl && sm< sr:中位数与目标之间的差距比最近的左右两边都小,可以直接确定这就是最接近的值了

若不满足条件1,则对此中位数的左右两边的子集分别求最接近的下标,并再次比较,取二者最接近的那一个

 

NO BB,SHOW CODE

public static int findNearest(int[] array, int start, int end, int num){
        int midIndex=(start+end)/2;
        if(start >= end){
            return start;
        }
        int mid=array[midIndex];
        int left=array[(midIndex-1)<start? start:(midIndex-1)];
        int right=array[(midIndex+1)>end? end:(midIndex+1)];
        int sm=Math.abs(num-mid);
        int sl=Math.abs(num-left);
        int sr=Math.abs(num-right);
        if(sm < sl && sm < sr){
         
实现**二分查找左匹配(Leftmost Match)**,即在一个**有序数组中找到目标值第一次出现的位置**,我们可以使用**递归方式**来实现。 --- ### ✅ 问题定义 给定一个升序排列的数组 `arr` 和一个目标值 `target`,找出 `target` 第一次出现的下标。如果不存在,则返回 `-1`。 例如: ```cpp arr = [1, 2, 2, 2, 3, 4, 5], target = 2 → 应该返回 1(因为第一个 2 出现在索引 1) ``` --- ### ✅ 递归实现思路 我们使用闭区间 `[left, right]` 进行搜索,并在 `arr[mid] == target` 时不立即返回,而是继续向左搜索以寻找更早的位置。 #### 核心逻辑: - 如果 `arr[mid] >= target`:往左半部分找(包括 mid) - 否则:往右半部分找 - 终收敛到左边的匹配位置 --- ### ✅ C++ 实现代码(递归 + 左匹配) ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; // 递归:在 [left, right] 中查找 target 的左位置 int binary_search_leftmost(const vector<int>& arr, int left, int right, int target) { if (left > right) { return -1; // 没找到 } int mid = left + (right - left) / 2; if (arr[mid] >= target) { // 如果中间值大于等于 target,说明左位置在左半边(含 mid) int result = binary_search_leftmost(arr, left, mid - 1, target); if (result != -1) { return result; // 左边找到了 } else if (arr[mid] == target) { return mid; // 自己就是左匹配 } else { return -1; // 虽然 >=,但不等于,也没在左边找到 } } else { // arr[mid] < target,往右边找 return binary_search_leftmost(arr, mid + 1, right, target); } } // 包装函 int find_leftmost_index(const vector<int>& arr, int target) { return binary_search_leftmost(arr, 0, arr.size() - 1, target); } // 测试程序 int main() { vector<int> arr = {1, 2, 2, 2, 3, 4, 5}; int target = 2; int index = find_leftmost_index(arr, target); cout << "The leftmost index of " << target << " is: " << index << endl; return 0; } ``` --- ### 🔍 代码解释 - `mid = left + (right - left)/2`:防止整溢出。 - 当 `arr[mid] >= target`: - 我们优先去左边 `[left, mid-1]` 查找是否还有更早的匹配; - 如果没找到,再检查 `arr[mid] == target`,如果是,就返回 `mid`。 - 当 `arr[mid] < target`: - 只能去右边找。 这种方式确保了即使多个相等元素存在,也能定位到**第一个**。 --- ### 📌 示例运行 ```bash Input: arr = [1,2,2,2,3,4,5], target = 2 Output: 1 ``` --- ### ⏱️ 时间复杂度分析 - **时间复杂度:O(log n)** —— 每次递归将问题规模减半。 - **空间复杂度:O(log n)** —— 递归调用栈深度为 log n。 --- ### ✅ 替代写法(更简洁风格) 你也可以这样写,逻辑更清晰: ```cpp int binary_search_leftmost(const vector<int>& arr, int left, int right, int target) { if (left > right) return -1; int mid = left + (right - left) / 2; int pos = -1; if (arr[mid] >= target) { pos = binary_search_leftmost(arr, left, mid - 1, target); if (pos != -1) return pos; return (arr[mid] == target) ? mid : -1; } else { return binary_search_leftmost(arr, mid + 1, right, target); } } ``` ---
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