算法——二分查找

二分算法

​ 二分算法分为浮点数二分和整数二分,整数二分相对于浮点数二分来讲更复杂,需要考虑边界问题等

二分思想

​ 二分算法的思想是就一段有序序列来讲,想要查找其中某一个数,可以先找到位于序列中点的数,如果目标值小等于中点值,且序列是单调递增的,那么目标值一定在中点左侧,这样再用同样的方式对左侧区间进行二分,如此查找,最后就会找到要找的数字

整数二分

​ 整数二分思想上很好理解,就是将有序的序列从中间分开,判断目标值在哪半边,再继续二分那段序列就可以

​ 下面给出整数二分的一个例子,包括了整数二分的两种写法

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#include <iostream>

using namespace std;

const int N = 100000;

int n, k;
int q[N];

int quick_sort(int l, int r, int k) {
if (l == r)
return q[l];
int x = q[l], i = l - 1, j = r + 1;
while (i < j) {
while (x > q[++i]);
while (x < q[--j]);
if (i < j)
swap(q[i], q[j]);
}
int sl = j - l + 1;
if (k <= sl)
return quick_sort(l, j, k);
return quick_sort(j + 1, r, k - sl);
}

int main() {
scanf("%d %d", &n, &k);
for (int i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &q[i]);
}
cout << quick_sort(0, n - 1, k);
}

​ 这里之所以存在两种写法,主要区别在于求中点 mid 的值时,如果边界值采取不当的话,整数二分极有可能产生死循环导致程序崩溃,所以须在求 mid 时进行向下取整,即 mid = (l + r + 1) / 2

浮点数二分

​ 在理解了整数二分的基础上,理解浮点数二分就变得十分简单了,因为浮点数二分不会涉及到边界问题,所以在确定边界值上十分简单,下面是用浮点数二分的思想实现的开平方问题

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#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
double x;
cin >> x;
double l = 0, r = x;
while (r - l > 1e-6) {
double mid = (l + r) / 2;
if (mid * mid >= x)
r = mid;
else
l = mid;
}
cout << l;
}
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