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2023-08-21 19:32:49 +08:00
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<h1 id="101">10.1 &nbsp; 二分查找<a class="headerlink" href="#101" title="Permanent link">&para;</a></h1>
<p>「二分查找 binary search」是一种基于分治思想的高效搜索算法。它利用数据的有序性,每轮减少一半搜索范围,直至找到目标元素或搜索区间为空为止。</p>
<p>「二分查找 binary search」是一种基于分治策略的高效搜索算法。它利用数据的有序性,每轮减少一半搜索范围,直至找到目标元素或搜索区间为空为止。</p>
<div class="admonition question">
<p class="admonition-title">Question</p>
<p>给定一个长度为 <span class="arithmatex">\(n\)</span> 的数组 <code>nums</code> ,元素按从小到大的顺序排列,数组不包含重复元素。请查找并返回元素 <code>target</code> 在该数组中的索引。若数组不包含该元素,则返回 <span class="arithmatex">\(-1\)</span></p>
@ -3420,7 +3420,7 @@
<p><img alt="二分查找示例数据" src="../binary_search.assets/binary_search_example.png" /></p>
<p align="center"> 图:二分查找示例数据 </p>
<p>对于上述问题,我们先初始化指针 <span class="arithmatex">\(i = 0\)</span><span class="arithmatex">\(j = n - 1\)</span> ,分别指向数组首元素和尾元素,代表搜索区间 <span class="arithmatex">\([0, n - 1]\)</span> 。请注意,中括号表示闭区间,其包含边界值本身。</p>
<p>如下图所示,我们先初始化指针 <span class="arithmatex">\(i = 0\)</span><span class="arithmatex">\(j = n - 1\)</span> ,分别指向数组首元素和尾元素,代表搜索区间 <span class="arithmatex">\([0, n - 1]\)</span> 。请注意,中括号表示闭区间,其包含边界值本身。</p>
<p>接下来,循环执行以下两个步骤:</p>
<ol>
<li>计算中点索引 <span class="arithmatex">\(m = \lfloor {(i + j) / 2} \rfloor\)</span> ,其中 <span class="arithmatex">\(\lfloor \space \rfloor\)</span> 表示向下取整操作。</li>
@ -3988,7 +3988,7 @@
</div>
</div>
<p>如下图所示,在两种区间表示下,二分查找算法的初始化、循环条件和缩小区间操作皆有所不同。</p>
<p>“双闭区间”表示法中,由于左右边界都被定义为闭区间,因此指针 <span class="arithmatex">\(i\)</span><span class="arithmatex">\(j\)</span> 缩小区间操作也是对称的。这样更不容易出错。因此<strong>我们通常采用“双闭区间”的写法</strong></p>
<p>由于“双闭区间”表示中的左右边界都被定义为闭区间,因此指针 <span class="arithmatex">\(i\)</span><span class="arithmatex">\(j\)</span> 缩小区间操作也是对称的。这样更不容易出错,<strong>因此一般建议采用“双闭区间”的写法</strong></p>
<p><img alt="两种区间定义" src="../binary_search.assets/binary_search_ranges.png" /></p>
<p align="center"> 图:两种区间定义 </p>