一,二分查找
1,题目描述
在一个给定的有序数组中,查找目标值target,返回它的下标。如果不存在,返回-1
2,思路
解法一:暴力枚举,遍历整个数组,直到找到目标值,返回下标。
解法二:利用数组的有序性,使用二分查找算法。使用两个指针left和right来维护要查找的区间,每次使用该区间的中间值与target目标值比较。图示:
3,代码实现
class Solution {
public:int search(vector<int>& nums, int target) {int left=0,right=nums.size()-1;while(left<=right){int mid=(left+right)/2;if(nums[mid]>target)right=mid-1;else if(nums[mid]<target)left=mid+1;elsereturn mid;//找到了}return -1;}
};
4,总结朴素二分模板
二,在排序数组中查找元素的第一个位置和最后一个位置
1,题目描述
在一个整数数组中找到target目标值第一次出现的位置,和最后出现的位置。
2,思路
解法一:题目中数组是有序的,所以我们可以利用二分查找的二段性思想来解决,所谓二段性,就是通过某种规律可以将数组分成两部分,再通过判断我们可以舍去一部分。从而加快查找。
图示:以查找target第一次出现的位置为例
同理,查找最后一次出现的位置
细节问题:
3,代码实现
class Solution {
public:vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {vector<int> v;if (nums.size() == 0)return {-1, -1};// 查找第一次出现的位置int left = 0, right = nums.size() - 1;while (left < right) {int mid = left + (right - left) / 2;if (nums[mid] < target)left = mid + 1;elseright = mid;}if (nums[left] == target)v.push_back(left);elsev.push_back(-1);// 查找最后一次出现的位置//left可以选择不从0开始,从当前位置,也就是第一次出现的位置开始right = nums.size() - 1;while (left < right) {int mid = left + (right - left + 1) / 2;if (nums[mid] > target)right = mid - 1;elseleft = mid;}if (nums[left] == target)v.push_back(left);elsev.push_back(-1);return v;}
};
4,总结二分模板
关于求中点位置的操作什么时候需要加1,什么时候不需要。只需看下面的left和right ,如果出现-1,mid就需要加1。否则,不需要加1.
三,x的平方根
1,题目描述
给你一个数x,求它的平方根。
2,思路
解法一:枚举,从1开始计算平方,直到计算到等于x的值,并返回
解法二:二段性,二分查找
3,代码实现
四,山脉数组的峰顶索引
1,题目描述
给你一个山脉数组,数组的值是先上升后下降的,求峰顶值的下标
2,思路
解法一:暴力解法,遍历数组,找到第一次出现,前一个元素大于后一个元素的位置,时间复杂度为O(N)
解法二:二分查找,图示
3,代码实现
class Solution {
public:int peakIndexInMountainArray(vector<int>& arr) {int left = 0, right = arr.size() - 1;while (left < right) {int mid = left + (right - left + 1) / 2;if (arr[mid] > arr[mid - 1])left = mid;elseright = mid - 1;}return left;}
};