C語言二分查找法怎么用

這篇文章主要講解了“C語言二分查找法怎么用”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“C語言二分查找法怎么用”吧！

示例 1:

輸入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9     
輸出: 4       
解釋: 9 出現在 nums 中并且下標為 4 

示例 2：

輸入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2     
輸出: -1        
解釋: 2 不存在 nums 中因此返回 -1     

提示：

• 你可以假設 nums中的所有元素是不重復的。

• n將在[1, 10000]之間。

• nums的每個元素都將在[-9999, 9999]之間。

注意讀題，數組為有序數組，且數組中無重復元素，因為一旦有重復元素，使用二分查找法返回的元素下標可能不是唯一的。

在二分查找的過程中，保持不變量，就是在 while 尋找中每一次邊界的處理都要堅持根據區間的定義來操作，這就是循環不變量規則。

寫二分法，區間的定義一般為兩種，左閉右閉即 [left, right]，或者左閉右開即 [left, right)。

• 二分法第一種寫法

第一種寫法，我們定義 target 是在一個在左閉右閉的區間里，也就是[left, right] 。因為定義 target 在 [left, right] 區間，所以有如下兩點：

while (left <= right) 要使用 <= ，因為left == right是有意義的，所以使用 <=

if (nums[middle] > target) ，right 要賦值為 middle - 1，因為當前這個 nums[middle] 一定不是 target ，那么接下來要查找的左區間結束下標位置就是 middle - 1

// 版本一
class Solution {
public:
    int search(vector<int>& nums, int target) {
        int left = 0;
        int right = nums.size() - 1; // 定義target在左閉右閉的區間里，[left, right]
        while (left <= right) { // 當left==right，區間[left, right]依然有效，所以用 <=
            int middle = left + ((right - left) / 2);// 防止溢出 等同于(left + right)/2
            if (nums[middle] > target) {
                right = middle - 1; // target 在左區間，所以[left, middle - 1]
            } else if (nums[middle] < target) {
                left = middle + 1; // target 在右區間，所以[middle + 1, right]
            } else { // nums[middle] == target
                return middle; // 數組中找到目標值，直接返回下標
            }
        }
        // 未找到目標值
        return -1;
    }
};

• 二分法第二種寫法

如果說定義 target 是在一個在左閉右開的區間里，也就是[left, right) ，那么二分法的邊界處理方式則截然不同。

有如下兩點：

while (left < right)，這里使用 < ,因為 left == right 在區間 [left, right) 是沒有意義的

if (nums[middle] > target) ，right 更新為 middle，因為當前 nums[middle] 不等于 target，去左區間繼續尋找，而尋找區間是左閉右開區間，所以 right 更新為 middle，即：下一個查詢區間不會去比較 nums[middle]

// 版本二
class Solution {
public:
    int search(vector<int>& nums, int target) {
        int left = 0;
        int right = nums.size(); // 定義target在左閉右開的區間里，即：[left, right)
        while (left < right) { // 因為left == right的時候，在[left, right)是無效的空間，所以使用 <
            int middle = left + ((right - left) >> 1);
            if (nums[middle] > target) {
                right = middle; // target 在左區間，在[left, middle)中
            } else if (nums[middle] < target) {
                left = middle + 1; // target 在右區間，在[middle + 1, right)中
            } else { // nums[middle] == target
                return middle; // 數組中找到目標值，直接返回下標
            }
        }
        // 未找到目標值
        return -1;
    }
};

通過以上兩種方法，要注意它們不同的地方：

① right 的初始值不一樣

② 左右區間的更新值的差別

感謝各位的閱讀，以上就是“C語言二分查找法怎么用”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對C語言二分查找法怎么用這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！