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没想到二分查找还能这样应用

有趣但细节很多的二分查找

没想到二分查找还能这样应用

     ,二分查找时间复杂度(logn),需要提前对数组进行预先处理(比如排序),编写二分查找看起来比较简单,但是细节处理不好,调试也是很耗费时间的,发明Kmp算法的Knuth曾说过:“Although the basic idea of binary search is comparatively straightforward the details can be surisingly tricky”,说的就是二分查找细节上的难点与神奇。

    此外,二分查找不光可以解决查找一个数的问题,而且可以很好的解决很多问题。看过了变式题,你就会恍然大悟。


没想到二分查找还能这样应用


   

没想到二分查找还能这样应用

     让我们来看一下今天的题目吧。

例题1:给定一个 n 个元素有序的(升序)整型数组 nums 和一个目标值 target  ,写一个函数搜索 nums 中的 target,如果目标值存在返回下标,否则返回 -1。

    

示例 1:


输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9

输出: 4

解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4

示例 2:


输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2

输出: -1

解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1


题目来源:力扣

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没想到二分查找还能这样应用

没想到二分查找还能这样应用
 这是道典型的二分查找题目,记住初始left和right分别为边界元素的下标。是left<=right.既然初始值为元素下标,那么当nums[mid]<target时候,right=mid+1,类似于递归吧,不断的将问题规模具体化。
没想到二分查找还能这样应用
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变式1:

你是产品经理,目前正在带领一个团队开发新的产品。不幸的是,你的产品的最新版本没有通过质量检测。由于每个版本都是基于之前的版本开发的,所以错误的版本之后的所有版本都是错的。

假设你有 n 个版本 [1, 2, ..., n],你想找出导致之后所有版本出错的第一个错误的版本。

你可以通过调用 bool isBadVersion(version) 接口来判断版本号 version 是否在单元测试中出错。实现一个函数来查找第一个错误的版本。你应该尽量减少对调用 API 的次数。

示例 1:

输入:n = 5, bad = 4

输出:4

解释:

调用 isBadVersion(3) -> false 

调用 isBadVersion(5) -> true 

调用 isBadVersion(4) -> true

所以,4 是第一个错误的版本。

示例 2:

输入:n = 1, bad = 1

输出:1

题目来源:力扣

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我的代码:
没想到二分查找还能这样应用


没想到二分查找还能这样应用



变式2:

给定一个排序数组和一个目标值,在数组中找到目标值,并返回其索引。如果目标值不存在于数组中,返回它将会被按顺序插入的位置。

请必须使用时间复杂度为 O(log n) 的算法。

示例 1:

输入: nums = [1,3,5,6], target = 5

输出: 2

示例 2:

输入: nums = [1,3,5,6], target = 2

输出: 1

示例 3:

输入: nums = [1,3,5,6], target = 7

输出: 4

示例 4:

输入: nums = [1,3,5,6], target = 0

输出: 0

示例 5:

输入: nums = [1], target = 0

输出: 0

提示:

1 <= nums.length <= 104

-104 <= nums[i] <= 104

nums 为无重复元素的升序排列数组

-104 <= target <= 104

没想到二分查找还能这样应用

     通过两个变式,可以看出二分查找不光可以查找在排序过数组中的一个数,而且可以查找具有某种特定排序规律,或者每个元素前后具有某种不同属性的元素。