给定一个排好升序的数组A[1]、A[2]、……、A[n],其元素的值都两两不相等。请设计一高效的算法找出中间全部A[i] = i的下标。并分析其复杂度。(不分析复杂度不得分) (阿里巴巴2013技术类笔试题)
分析:
首先肯定不能选择遍历了,遍历的时间复杂度为O(n),那这里更高效一点的,算法设计的时间复杂度理应为O(logn),具体如何设计?
其实很容易想到的是二分法去处理这个问题,根据题目的条件:元素值两两不等,对于A[i] = i的这些下标肯定是连续的,不会出现在断序的情况。
传统的二分法一般针对某个元素进行搜索,在这里其实可以搜索多个相对的元素,首先我们假想这样一个数组A[i]-i这个数组,这是会发现这个数组分为3个部分,前面的值小于0,中间的部分等于0,后面的部分大于0,而我们要寻找的是中间等于0的部分,而根据上面的分析,中间等于0的部分是连续的,因此我们寻找中间部分的最左端,如果当前位置是mid,那么仅仅要推断当前A[mid] - mid是否小于零、后一个元素A[mid+1] - (mid+1) == 0即可了,满足这两个条件,就找到了中间部分最左端的位置。
下面是代码:
#include <iostream>
#include<stdio.h>
using namespace std;
int BinarySearch( int a[], int len)
{
int left = 0;
int right = len;
int mid;
while (left <= right)
{
mid = (left + right)/2;
if (mid == 0 && a[mid] == mid) // 数组只有一个元素且符合条件
return 0;
if (a[mid]-mid < 0 && a[mid+1]-(mid+1) == 0) // 左边界是前一个<0,且后一个=0
return mid+1;
if (a[mid] - mid >= 0) // 二分查找边界:若差值大于2,则右边界为中间位置减1
right = mid-1;
else
left = mid+1;
}
return -1;
}
int main()
{
//int a[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
int a[] = {
-7, -1, -4, -2, 4, 5, 6, 8};
//int a[] = {-5, -4, -3, 5, 6, 7};
int len = sizeof (a)/ sizeof ( int );
int idx = BinarySearch(a, len);
if (idx != -1)
{
while (idx < len)
{
if(a[idx] == idx)
{
printf ( "%d " , idx);
idx++;
}
}
}
else
{
printf ( "Not found\n" );
}
getchar();
return 0;
}