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面试经典150题 -- 二分查找 (总结)

面试经典150题 -- 二分查找 (总结)

总的链接 : 

面试经典 150 题 - 学习计划 - 力扣(LeetCode)全球极客挚爱的技术成长平台

二分算法模板 : 

详见 : 

基础二分学习笔记-CSDN博客

35 . 搜索插入位置

链接 :

 . - 力扣(LeetCode)

思路 : 

用二分查找第一个>=target的下标 ;

这里就用最小化查找 , 即可  ;

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int searchInsert(vector<int>& nums, int target) {
  4. // 第一个 >= target 的下标
  5. int n = nums.size() ;
  6. int l = -1 , r = n ;
  7. while(l + 1 < r){// l + 1 == n 结束
  8. int mid = l + r >> 1 ;
  9. if(nums[mid]>=target) r = mid ;
  10. else l = mid ;
  11. }
  12. // nums[r] ;
  13. return r ;
  14. }
  15. };

74 . 搜索二维矩阵

链接 : 

. - 力扣(LeetCode)

LC题解链接 : 

. - 力扣(LeetCode)

思路 : 

既然是一个有序表 , 二维矩阵直接当成一维数组做 , 例如下标x 对应二维矩阵中的matrix[x/n][x%n] , 应用最小化二分查找, 找到第一个大于等于target的下标 , 最后判断一下 , 看找到下标的元素值是否为target , 是的话就返回true  , 不是的话 , 返回false ;

代码 : 

  1. class Solution {
  2. public:
  3. bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
  4. int m = matrix.size(), n = matrix[0].size();
  5. int l = -1 , r = m * n ;
  6. while(l+1<r){// 找到第一个 >=target 的下标
  7. int mid = (l + r) >> 1 ;
  8. int x = matrix[mid/n][mid%n] ;
  9. if(x>=target) r = mid ;
  10. else l = mid ;
  11. }
  12. // 右边是可行区域
  13. if(r!=m*n && matrix[r/n][r%n] == target) return true ;
  14. else return false;
  15. }
  16. };

162 . 寻找峰值 : 

链接 : 

. - 力扣(LeetCode)

正解: 

二分 ,

数组可能存在许多个区间峰值 , 但是我们可以用二分找到整个数组的峰值 ;

如果nums[mid] > nums[mid+1] , 那么我们可以使r = mid ;

否则的话 , l = mid + 1 ;

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int findPeakElement(vector<int>& nums) {
  4. int n = nums.size() ;
  5. if(n==1) return 0 ;
  6. int l = 0 , r = n - 1;
  7. while(l < r){
  8. int mid = l + r >> 1 ;
  9. if(nums[mid] > nums[mid + 1]) r = mid ;
  10. else l = mid + 1 ;
  11. }
  12. return r ;
  13. }
  14. };

歪解 : 

直接调用库函数求解  : 

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int findPeakElement(vector<int>& nums) {
  4. return max_element(nums.begin(),nums.end())-nums.begin();
  5. }
  6. };

33 . 搜索旋转排序数组

链接

. - 力扣(LeetCode)

思路 : 

将数组从中间分开成左右两部分的时候,一定有一部分的数组是有序的。

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int search(vector<int>& nums, int target) {
  4. int left = 0, right = nums.size() - 1;
  5. while (left <= right) {
  6. int mid = (left + right) >> 1;
  7. if (nums[mid] == target) return mid;
  8. if (nums[left] <= nums[mid]) {
  9. // left 到 mid 是顺序区间
  10. (target >= nums[left] && target < nums[mid]) ? right = mid - 1 : left = mid + 1;
  11. }
  12. else {
  13. // mid 到 right 是顺序区间
  14. (target > nums[mid] && target <= nums[right]) ? left = mid + 1 : right = mid - 1;
  15. }
  16. }
  17. return -1;
  18. }
  19. };

34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

链接 : 

. - 力扣(LeetCode)

思路 : 

二分查找 ;

直接套用模板进行二分查找 ;

先找到第一个>=target的元素下标作为左边界, 找到最后一个<=target的下标作为右边界;

最后进行一下边界判断即可 ;

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int findr(vector<int>& nums, int n ,int target){// 查找最后一个<=target的下标
  4. int l = -1 , r = n ;
  5. while(l + 1 < r){
  6. int mid = (l + r) >> 1 ;
  7. if(nums[mid]<=target) l = mid ;
  8. else r = mid ;
  9. }
  10. return l ;
  11. }
  12. int findl(vector<int>& nums, int n ,int target){//查找第一个>=target的下标
  13. int l = -1 , r = n ;
  14. while(l + 1 < r){
  15. int mid= (l + r) >> 1;
  16. if(nums[mid]>=target) r = mid ;
  17. else l = mid ;
  18. }
  19. return r ;
  20. }
  21. vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
  22. int n = nums.size() ;
  23. if(n==0){
  24. return {-1,-1} ;
  25. }
  26. int l = findl(nums , n , target);
  27. int r = findr(nums, n , target);
  28. if(l>=0 && l < n && nums[l]==target){
  29. return {l,r};
  30. }else{
  31. return {-1,-1} ;
  32. }
  33. }
  34. };

153. 寻找旋转排序数组中的最小值

链接 : 

. - 力扣(LeetCode)

思路 : 

首先设置两个指针l, r;先写二分 : 

        // 左边界l,右边界r;

        // 那么最小值一定会在[l,r]这个区间中 ;

        // case 1 : nums[mid] < nums[r] : 说明nums[mid]是最小值右侧元素

        // cese 2 : nums[mid] > nums[r] : 说明nums[mid]是最小值左侧的元素

详细请看代码 : 

代码 : 

  1. class Solution {
  2. public:
  3. int findMin(vector<int>& nums) {
  4. int n = nums.size() ;
  5. int l = 0 , r = n - 1;// 双闭区间
  6. // 左边界l,右边界r;
  7. // 那么最小值一定会在[l,r]这个区间中 ;
  8. // case 1 : nums[mid] < nums[r] : 说明nums[mid]是最小值右侧元素
  9. // cese 2 : nums[mid] > nums[r] : 说明nums[mid]是最小值左侧的元素
  10. while(l < r){
  11. int mid = (l + r) >> 1 ;
  12. if(nums[mid] < nums[r]) r = mid ;
  13. else if(nums[mid] > nums[r]) l = mid + 1 ;
  14. }
  15. return nums[r] ;
  16. }
  17. };

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