LeetCode374. 猜数字大小 --数组--二分法--简单

题目描述:

我们正在玩一个猜数字游戏。 游戏规则如下:

我从 1 到 n 选择一个数字。 你需要猜我选择了哪个数字。

每次你猜错了,我会告诉你这个数字是大了还是小了。

你调用一个预先定义好的接口 guess(int num),它会返回 3 个可能的结果(-1,1 或 0):

-1 : 我的数字比较小

1 : 我的数字比较大

0 : 恭喜!你猜对了!

示例 :

输入: n = 10, pick = 6

输出: 6

参考链接:https://leetcode-cn.com/problems/guess-number-higher-or-lower

解题思路:

1、暴力破解

//暴力破解法
/* The guess API is defined in the parent class GuessGame.
   @param num, your guess
   @return -1 if my number is lower, 1 if my number is higher, otherwise return 0
      int guess(int num); */
//java
public class Solution extends GuessGame 
{
    public int guessNumber(int n) 
    {
        for (int i = 1; i < n; i++)
            if (guess(i) == 0)
                return i;
        return n;
    }
}

算法复杂度分析:

时间复杂度:O(n)

空间复杂度:O(1) 

2、二分法查找

//Java
/* The guess API is defined in the parent class GuessGame.
   @param num, your guess
   @return -1 if my number is lower, 1 if my number is higher, otherwise return 0
      int guess(int num); */

public class Solution extends GuessGame {
    public int guessNumber(int n) 
    {
     
        if (n == 0) 
        {
            return -1;
        }
        int left = 1;
        int right =n;
        //排除上述特殊情况后,依据题目可以确定目标值一定在在左右边界之中
        while (left < right) 
        {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (guess(mid) ==1) //依据题目排除中位数(此判断中位数小于目标值,而题目要找的是大于或等于目标值的第一个元素) //它说我的数字比较大,也即是取的中位数比较小,小于目标值
            {
                // nums[mid] 的值可以舍弃
                left = mid + 1;
            } 
            else //中位数大于或等于目标值
            {
                // nums[mid] 不能舍弃
                right = mid;
            }
        }
        //循环结束只剩下最后一个值
        return right;
    }   
}

算法复杂度:

时间复杂度:O(logn)

空间复杂度:O(1)

3、三分法查找

选择2个划分点,每次划分为3份,边界值为两个


/* The guess API is defined in the parent class GuessGame.
   @param num, your guess
   @return -1 if my number is lower, 1 if my number is higher, otherwise return 0
      int guess(int num); */
public class Solution extends GuessGame 
{
    public int guessNumber(int n) 
    {
        int low = 1;//确定边界
        int high = n;
        while (low <= high) 
        {
            int mid1 = low + (high - low) / 3;
            int mid2 = high - (high - low) / 3;
            int res1 = guess(mid1);
            int res2 = guess(mid2);
            if (res1 == 0)
                return mid1;
            if (res2 == 0)
                return mid2;
            else if (res1 < 0)//中间值比目标大
                high = mid1 - 1;
            else if (res2 > 0)//中间值比目标小
                low = mid2 + 1;
            else //res1>0左边区域中间值比目标小   res2<0右边区域中间值比目标大
            {
                low = mid1 + 1;
                high = mid2 - 1;
            }
        }
        return -1;
    }
}

算法复杂度分析:

时间复杂度:O(log3 N)

空间复杂度:O(1)

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