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前端面试官:请使用二分法搜索旋转数组

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目标是把自己知道的东西讲明白

1 基本的二分法是什么样子的

二分法的使用场景,其实比较受限,最明显的特点是:

  • 绝大情况,查找目标具有单调性质(单调递增、单调递减)
  • 有上下边界,并且最好能够通过index下标访问元素

1.1 从头开始,基本的二分法使用

我们从一个最简单的单调递增数组开始说起,问题如下:

在 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 中找到 4,若存在则返回下标,不存在返回-1,要求算法复杂度O(logn)

看到上面这题目,O(logn)复杂度的要求,第一反应就是使用二分查找法,怎么做呢?

先在图上模拟以下二分法的大概流程:

http://static.shaotianyu.com/fakebinary-3.png

根据图解,代码如下:

function searchNum (target, nums) {
   
  if (!nums.length) return -1
  let left = 0
  let right = nums.length - 1
  let mid
  while (left <= right) {
   
      // >> 1 位运算代替 除2 取整 操作
      // 为什么不写成 mid = (left+right)/2 ,因为考虑到left+right的溢出边界情况
      mid = left + ((right - left) >> 1)
      if (nums[mid] === target) {
   
          return mid
      }
      if (nums[mid] < target) {
   
          left = mid + 1
      }
      if (nums[mid] > target) {
   
          right = mid - 1
      }
  }
  return -1
}

1.2 小结二分法的套路

我们可以从上面的问题中,看出点二分法的套路出来,二分法是有律可循的,并且可以推导出基础的模板:

let left = start
let right = end
let mid
while (left <= right) {
   
    mid = (left + right) / 2
    if (array[mid] === target) {
   
        return result 或者 break down
    }
    if (array[mid] < target) {
   
        left = mid + 1
    }
    
;