★ 算法OJ题 ★ 二分查找算法

Ciallo～(∠・ω< )⌒☆ ~ 今天，塞尔达将和大家一起做几道二分查找算法算法题 ~

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算法专栏：★ 优选算法100天 ★_椎名澄嵐的博客-CSDN博客

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目录

壹  力扣704 - 二分查找

1.1 题目

1.2 算法解析

1.3 撰写代码

1.4 朴素二分查找模板

贰  力扣34 - 在排序数组中查找元素的第⼀个和最后⼀个位置

2.1 题目

2.2 算法解析

2.3 撰写代码

2.4 二分查找模板

叁  力扣35 - 搜索插入位置

3.1 题目

3.2 算法解析

3.3 撰写代码

肆  力扣69 - x的平方根

4.1 题目

4.2 算法解析

4.3 撰写代码

伍  力扣852 - 山峰数组的峰顶索引

5.1 题目

5.2 算法解析

5.3 撰写代码

陆  力扣162 - 寻找峰值

6.1 题目

6.2 算法解析

6.3 撰写代码

柒  力扣153 - 寻找旋转排序数组中的最小值

7.1 题目

7.2 算法解析

7.3 撰写代码

捌  力扣LCR173 - 点名

8.1 题目

8.2 算法解析

8.3 撰写代码

~ 完 ~

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壹  力扣704 - 二分查找

1.1 题目

704. 二分查找 - 力扣（LeetCode）

1.2 算法解析

首先想到的暴力解法就是遍历数组，找到target，时间复杂度为O(N)，那么有没有更快速的方法呢~

二分查找算法适用于有二段性的区间，比如一个值的左边比这个值小，右边比此值大，根据数学期望，中间值为最佳~

1.3 撰写代码

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

1.4 朴素二分查找模板

while(left <= right)
{int mid = left + (right - left) / 2;if (......) right = mid - 1;else if (......) left = mid + 1;else return ......;
}

贰  力扣34 - 在排序数组中查找元素的第⼀个和最后⼀个位置

2.1 题目

34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置 - 力扣（LeetCode）

2.2 算法解析

2.3 撰写代码

class Solution {
public:vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {// 处理数组为空if(nums.size() == 0) return {-1, -1};// 1. 二分左端点int begin = 0;int left = 0, right = nums.size() - 1;while(left < right){int mid = left + (right - left) / 2;if(nums[mid] < target) left = mid + 1;else right = mid;}// 判断是否有结果if(nums[left] != target) return {-1, -1};else begin = left; // 记录结果// 2. 二分右端点left = 0, right = nums.size() - 1;while(left < right){int mid = left + (right - left + 1) / 2;if(nums[mid] <= target) left = mid;else right = mid - 1;}// 左端点有结果右端点一定有结果return {begin, right};}
};

2.4 二分查找模板

1. 二分左端点模板

while(left < right)
{int mid = left + (right - left) / 2;if(......) left = mid + 1;else right = mid;
}

2. 二分右端点模板

while(left < right)
{int mid = left + (right - left + 1) / 2;if(......) left = mid;else right = mid - 1;
}

叁  力扣35 - 搜索插入位置

3.1 题目

35. 搜索插入位置 - 力扣（LeetCode）

3.2 算法解析

3.3 撰写代码

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

肆  力扣69 - x的平方根

4.1 题目

69. x 的平方根 - 力扣（LeetCode）

4.2 算法解析

此题需要考虑边界情况， <1单独处理~

并且数据过大有溢出风险，要用long long来存~

4.3 撰写代码

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

伍  力扣852 - 山峰数组的峰顶索引

5.1 题目

852. 山脉数组的峰顶索引 - 力扣（LeetCode）

5.2 算法解析

5.3 撰写代码

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

陆  力扣162 - 寻找峰值

6.1 题目

162. 寻找峰值 - 力扣（LeetCode）

6.2 算法解析

无序数组有二段性时也可以使用二分查找算法~

6.3 撰写代码

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

柒  力扣153 - 寻找旋转排序数组中的最小值

7.1 题目

153. 寻找旋转排序数组中的最小值 - 力扣（LeetCode）

7.2 算法解析

7.3 撰写代码

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

捌  力扣LCR173 - 点名

8.1 题目

LCR 173. 点名 - 力扣（LeetCode）

8.2 算法解析

8.3 撰写代码

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

~ 完 ~