Leetcode704-二分查找

给定一个 n 个元素有序的(升序)整型数组 nums 和一个目标值 target ,写一个函数搜索 nums 中的 target,如果目标值存在返回下标,否则返回 -1。

示例 1:

输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9
输出: 4
解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4
示例 2:

输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2
输出: -1
解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1

提示:
你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。
n 将在 [1, 10000]之间。
nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。

题解:

class Solution:
    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        # 定义target在左闭右闭的区间里,[left, right]
        left, right = 0, len(nums) - 1
        # 因为left == right的时候,在[left, right)是无效的空间,所以使用 <
        while left <= right:
        	# 防止溢出 等同于(left + right)/2
            mid = (right - left) // 2 + left
        if nums[mid] > target:
            # target在左区间,所以[left, mid - 1]
            right = mid - 1
        elif nums[mid] < target:
            # target在右区间,所以[mid + 1, right]
            left = mid + 1
        else:
            # 数组中找到目标值,直接返回下标
            return mid
        # 未找到目标值
        return -1
'''
时间复杂度O(Logn)
空间复杂度O(1)
'''

注意边界条件,如果left<=right,那赋值的时候为mid-1,如果是left<right,就赋值为mid。

时间复杂度分析:
假使总共有n个元素,那么二分后每次查找的区间大小就是n,n/2,n/4,…,n/2^k(接下来操作元素的剩余个数),其中k就是循环的次数。
最坏的情况是K次二分之后,每个区间的大小为1,找到想要的元素
令n/2^k=1,
可得k=log2n,(是以2为底,n的对数),所以时间复杂度可以表示O()=O(logn).

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