关于二分查找的总结
最近又重新拾起了一直很凌亂的二分查找,各種版本,有時候總是很難調對,今天就整理了一下。
最基礎的二分查找是從非遞減序的數組中查找某個元素是否在數組中,如果在的話,隨意返回一個位置,如果沒有這個元素,返回-1。那么就有了下面這個基礎的算法
//查找目標元素在數組中的位置,任意一個都可以,如果沒有返回-1 int Binary_search(int *arr, int n, int val) {int l = 0;int r = n - 1;while (l <= r){int mid = (l + r) >> 1;if (arr[mid] == val)return mid;if (arr[mid] < val)l = mid + 1;elser = mid - 1;}return -1; }然后下面關于二分查找的變種比較多了,下面主要列出來一些常用的變種
1.查找一個大于等于目標元素的位置,等同于lower_bound()函數
//查找第一個大于等于目標元素的位置, 等同于lower_bound(); int Binary_search_first_greater_or_equal(int *arr, int n, int val) {int l = 0;int r = n - 1;while (l <= r){int mid = (l + r) >> 1;if (arr[mid] < val)l = mid + 1;elser = mid - 1;}return l; }這個主要是去掉了等于的時候直接返回,之所以用小于號而不是小于等于是因為如果如果arr[mid]比要找的元素小的話,大于等于他的元素一定在他的右邊,而如果是等于他的話,可能在他的左邊,大于他自然在左邊。
2. 查找一個大于目標元素的位置,等同于upper_bound()
//查找第一個大于目標元素的位置, 等同于upper_bound(); int Binary_search_first_greater(int *arr, int n, int val) {int l = 0;int r = n - 1;while (l <= r){int mid = (l + r) >> 1;if (arr[mid] <= val)l = mid + 1;elser = mid - 1;}return l; }因為要返回大于他的,那么當arr[mid] == val的時候,繼續往右找。
3.查找目標元素的第一個位置
//查找目標元素的第一個位置,左閉右開區間 int Binary_search_first_pos(int *arr, int n, int val) {int l = 0;int r = n - 1;while (l <= r){int mid = (l + r) >> 1;if (arr[mid] < val)l = mid + 1;elser = mid - 1;}return (l < n && arr[l] == val) ? l : -1; }基本上就是查找大于等于元素的程序,只不過在最后加了一個判斷,看看是否等于要找到那個值
4.查找目標元素的最后一個位置
int Binary_search_last_positon(int *arr, int n, int val)//n is the size of arr {int l = 0;int r = n - 1;while (l <= r){int mid = (l + r) >> 1;if (arr[mid] > val)r = mid - 1;elsel = mid + 1;}if (l >= n && arr[l - 1] != val) return -1;//若找到最后,并且最后元素的值與目標元素不同,返回-1return (l - 1 >= 0 && arr[l - 1] == val) ? l - 1 : -1; }若arr[mid] > val,那么自然一定在左邊,如果等于val,有可能在右邊,因為我是找最右的,所以,還是要繼續往右找
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以上所有的返回都是l,也就是做區間端點。
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總結
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