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二分搜尋的模板

引用自:http://www.cnblogs.com/yuzhangcmu/p/4049030.html

Find Minimum in Rotated Sorted Array

Question Solution
Suppose a sorted array is rotated at some pivot unknown to you beforehand.

(i.e., 0 1 2 4 5 6 7 might become 4 5 6 7 0 1 2).

Find the minimum element.

You may assume no duplicate exists in the array.

SOLUTION 1:
這個題目trick的地方在於,它的旋轉pivot次數未知。所以有可能它轉了一圈又轉回了原處

所以我們程式碼要處理2種情況:
我們還是用二分法來做。比起全部掃一次,二分法可以做到LogN的複雜度。

  1. Sorted

這種情況簡單,先計算出mid的值,如果它處在左右的中間,證明這個數列是正常的sorted,直接返回左邊。

  1. 中間斷開(也就是說旋轉過)
    我們的目的是要找出存在斷口的地方。所以我們可以每次求一下mid的值,把mid 跟左邊比一下,如果是正常序,就丟掉左邊,反之丟掉右邊,不斷反覆直到找到斷口。
    分析一下:
    比如4 5 6 7 0 1 2 從中間斷開後,它是由一個有序跟一個無序的序列組成的。
    如果left = 0, right = 6,mid = 3, 那麼4, 5, 6, 7 是正序, 7, 0, 1, 2是逆序,所以我們要丟掉左邊。這樣反覆操作,直到數列中只有2個數字,就是斷開處,這題我們會得到7,0,返回後一個就可以了。

以下圖示簡單描述了通過三步操作逐步逼近斷口處。每一次我們可以扔掉一半,速度是LogN.

注意,丟掉半邊時,mid不可以丟掉,因為有可能mid就是答案。
例子: 3, 1, 2 的時候,3, 1是逆序,1, 2是正序,如果你扔掉1,2你就丟掉了答案。
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SOLUTION 2:
採用九章演算法的二分法模板來解:
這個模板最大的好處是 while(left < right - 1) 這樣的話,終止時就一定是left = right - 1,而且mid 一直會是在中間,不會靠到left去。判斷起來會相當
便利。
常見bug:
// bug 1: should not use l = m + 1 and r = m - 1.
// this may discard the minumul value.

A example: 3, 1, 2.

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所以以後一定要多使用模板化的程式設計 ,特別是這裡總結的二分法模板:
複製程式碼
1 while (l < r - 1) {
2 int m = l + (r - l) / 2;
3
4 // means that there is no rotate.
5 … 這裡新增各種退出條件,比如找到了目標值等 8
9 // left side is sorted.
10 if (A[m] > A[l]) {
11 l = m;
12 } else {
13 r = m;
14 }
15 }