优选算法第三讲:二分查找模块

1.二分查找,寻找左临界嗲和右临界点的最大区别为:循环左区间时会偏向右一位,因为left=mid+1,循环右区间时,会偏向左一位,第4题
2.寻找左临界点会将中值包含在左区间内,right = mid,寻找右临界点会将中值包含在右区间内,left = mid;
3.当寻找右临界点时,left = mid,left返回的值会是目标值的下标

1.二分查找的介绍以及二分查找题目

链接: 二分查找
在这里插入图片描述

class Solution {
    
    
public:
    int search(vector<int>& nums, int target) {
    
    
        int left = 0, right = nums.size()-1;
        while(left <= right)
        {
    
    
            int mid = left + (right-left)/2;//这个是要处理溢出问题
            if(target < nums[mid]) right = mid-1;
            else if(target > nums[mid]) left = mid+1;
            else return mid;
        }
        return -1;
    }
};

2.在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

链接: 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
在这里插入图片描述

class Solution {
    
    
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
    
    
        //当数组中没有数据时,注意判断
        if(nums.size() == 0) return {
    
    -1, -1};

        //查找左区间
        int left = 0, right = nums.size()-1;
        while(left < right)//注意循环条件
        {
    
    
            int mid = left+(right-left)/2;//注意求中值的方法
            if(target <= nums[mid]) right = mid;
            else left = mid + 1;
        }
        if(nums[left] != target) return {
    
    -1, -1};
        int retleft = left;
        left = 0, right = nums.size()-1;//其实这里的left不用归0,这里归0只是为了结构相同
        //查找右区间
        while(left < right)
        {
    
    
            int mid = left+(right-left+1)/2;
            if(target >= nums[mid]) left = mid;
            else right = mid-1;
        }
        return {
    
    retleft, right};
    }
};

3.搜索插入位置

链接: 搜索插入位置
在这里插入图片描述

class Solution {
    
    
public:
    int searchInsert(vector<int>& nums, int target) {
    
    
        int left = 0, right = nums.size() - 1;
        while (left < right) //循环条件,之后都不会再讲解
        {
    
    
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (target > nums[mid]) left = mid + 1;
            else right = mid;
        }
        if (nums[left] < target) return left + 1;
        return left;
    }
};

4.x的平方根

链接: x的平方根
在这里插入图片描述

class Solution {
    
    
public:
    int mySqrt(int target) {
    
    
        if(target < 1) return 0;//处理边界情况
        int left = 1, right = target;
        while(left < right)
        {
    
    
            long long mid = left+(right-left+1)/2;
            if(target >= mid * mid) left = mid;
            else right = mid-1;
        }
        return left;
    }
};

5.山脉数组的峰值索引

链接: 山脉数组的峰值索引
在这里插入图片描述

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

6.寻找峰值

链接: 寻找峰值
在这里插入图片描述

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

7.寻找旋转排序数组中的最小值

链接: 寻找旋转排序数组中的最小值
在这里插入图片描述

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

8.点名

链接: 点名

在这里插入图片描述

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

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