一起学算法-704. 二分查找

一、题目

LeetCode-704. 二分查找
链接:https://leetcode-cn.com/problems/binary-search/

难度:简单
给定一个 n 个元素有序的(升序)整型数组 nums 和一个目标值 target ,写一个函数搜索 nums 中的 target,如果目标值存在返回下标,否则返回 -1。

示例 1:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9
输出: 4
解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4

示例 2:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2
输出: -1
解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1

提示:
你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。
n 将在 [1, 10000]之间。
nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。

二、解题思路

二分查找是一种基于比较目标值和数组中间元素的算法。

  • 如果目标值等于中间元素,则找到目标值。
  • 如果目标值较小,继续在左侧搜索。
  • 如果目标值较大,则继续在右侧搜索。

三、实现过程

c++

class Solution {
public:
    int search(vector<int>& nums, int target) {
        int left = 0,right = nums.size() - 1,mid;

        while(left <= right){
            mid =(left+right)/2;
            if(nums[mid] == target){
                return mid;
            }else if(nums[mid] > target){
                right = mid - 1;
            }else{
                left = mid + 1;
            }
        }
        return -1;
    }
};

PHP

class Solution {

    /**
     * @param Integer[] $nums
     * @param Integer $target
     * @return Integer
     */
    function search($nums, $target) {
        $left = 0;
        $right = count($nums) - 1;
        
        while($left <= $right){
            $mid =(int)(($left+$right)/2);
            if($nums[$mid] == $target){
                return $mid;
            }else if($nums[$mid] > $target){
                $right = $mid - 1;
            }else{
                $left = $mid + 1;
            }
        }
        return -1;
    }
}

JavaScript

/**
 * @param {number[]} nums
 * @param {number} target
 * @return {number}
 */
var search = function(nums, target) {
    let left = 0,right = nums.length - 1,mid;
    
    while(left <= right){
        mid = Math.floor((left+right)/2);
        if(nums[mid] == target){
            return mid;
        }else if(nums[mid] > target){
            right = mid - 1;
        }else{
            left = mid + 1;
        }
    }
    return -1;
};

四、小结

二分查找时间复杂度为O(logN),空间复杂度为O(1)。

基础难度

  1. 69. x 的平方根
  2. 852. 山脉数组的峰顶索引
  3. 374. 猜数字大小
  4. 367. 有效的完全平方数

进阶难度

  1. 153. 寻找旋转排序数组中的最小值
  2. 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
  3. 540. 有序数组中的单一元素
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