二分法是一种用于在有序数组中查找特定元素的算法,以下是对Python二分法的讲解:
基本思想
- 假设有一个有序数组 nums ,要在其中查找目标值 target 。首先,设置两个指针, left 指向数组的起始位置, right 指向数组的末尾位置。
- 然后,计算中间位置 mid ,通过比较 nums[mid] 与 target 的大小来缩小查找范围。
- 如果 nums[mid] 等于 target ,则表示找到了目标值,返回 mid 。
- 如果 nums[mid] 大于 target ,说明目标值在 mid 的左侧,更新 right 为 mid - 1 。
- 如果 nums[mid] 小于 target ,说明目标值在 mid 的右侧,更新 left 为 mid + 1 。
- 重复上述步骤,直到找到目标值或者 left 大于 right ,表示目标值不存在于数组中。
复杂度分析
- 时间复杂度:每次迭代都将搜索区间缩小一半,因此时间复杂度为O(\log n),其中 n 是数组的长度。
- 空间复杂度:代码中只使用了常数个额外变量,因此空间复杂度为O(1)
应用场景
- 常用于在有序数组中快速查找某个元素,例如在学生成绩表中根据学号查找成绩,在字典中根据单词查找释义等。
- 还可用于求解一些具有单调性的问题,如查找函数的零点、求解方程的近似解等。