【LeetCode】二分法合集

74. 搜索二维矩阵
编写一个高效的算法来判断 m x n 矩阵中,是否存在一个目标值。该矩阵具有如下特性:

每行中的整数从左到右按升序排列。
每行的第一个整数大于前一行的最后一个整数。
示例 1:

输入:
matrix = [
  [1,   3,  5,  7],
  [10, 11, 16, 20],
  [23, 30, 34, 50]
]
target = 3
输出: true
示例 2:

输入:
matrix = [
  [1,   3,  5,  7],
  [10, 11, 16, 20],
  [23, 30, 34, 50]
]
target = 13
输出: false
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这一题写的是两次二分 二分法写得简单 但是一定要注意边界问题

class Solution {
    
    
public:
    bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
    
    
        if(matrix.size()==0||matrix[0].size()==0) return false;
        int cols=matrix[0].size();
        int rows=matrix.size();

        int top=0,down=rows-1;
        while(top<=down){
    
    
            int middle=(top+down)/2;
            int mid_num=matrix[middle][0];
            if(mid_num==target) return true;
            else if(mid_num>target) down=middle-1;
            else top=top+1;
        }
        if(down<=-1) return false;
        int row=rows==1?0:down;
        

        int left=0,right=cols-1;
        while(left<=right){
    
    
            int middle=(left+right)/2;
            int mid_num=matrix[row][middle];
            if(mid_num==target) return true;
            else if(mid_num>target) right=middle-1;
            else left=left+1;
        }
        return false;
    }
};
35. 搜索插入位置
给定一个排序数组和一个目标值,在数组中找到目标值,并返回其索引。如果目标值不存在于数组中,返回它将会被按顺序插入的位置。

你可以假设数组中无重复元素。

示例 1:

输入: [1,3,5,6], 5
输出: 2
示例 2:

输入: [1,3,5,6], 2
输出: 1
示例 3:

输入: [1,3,5,6], 7
输出: 4
示例 4:

输入: [1,3,5,6], 0
输出: 0

这一题四种情况 分别讨论

暴力法O(N)二分法O(logN)

写二分法最重要的是循环不变量

循环不变量

class Solution {
    
    
public:
    int searchInsert(vector<int>& nums, int target) {
    
    
        int size=nums.size();
        int left=0,right=size-1;
        while(left<=right){
    
    
            int middle=left+(right-left)/2;
            if(nums[middle]<target) left=middle+1;
            else if(nums[middle]>target) right=middle-1;
            else if(nums[middle]==target) return middle;
        }
        return left;
    }
};

暴力法

class Solution1 {
    
    
public:
    int searchInsert(vector<int>& nums, int target) {
    
    
        int index;
        int size=nums.size();

        for(int i=1;i<=size;i++){
    
    
            if(nums[i-1]<target)
            continue;
            if(nums[i-1]>target)
            return i-1;
            if(nums[i-1]==target)
            return i-1;
            
        }
        return size;
    }
};


209. 长度最小的子数组

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