一文秒殺二分查詢所有題目

2021-10-10 04:22:58 字數 4035 閱讀 7155

思想及實現

這是學演算法的入門演算法,先舉個最簡單的例子:

猜數字1:我心中默念乙個數字,範圍在1~100,你每次可以猜乙個數,我會回答你大了,小了,直到猜中為止。

答:比如假設要猜的數字是38,整個過程如下:

猜測範圍(1,100),猜50,大了。所以比50大的都不用考慮了,包括50。

猜測範圍(1,49),猜25,小了。所以比25小的也不用考慮了,以此推論。

猜測範圍(26,49)猜37,小了。

猜測範圍(38,49)猜44,大了。

猜測範圍(38,43)猜40,大了。

猜測範圍(38,39)猜38,猜中了。

我們可以把這個過程抽象成**:

int

bin_search()

return-1

;//沒找到

}

幾個重點:

二分查詢必須應用於有序資料,預設為從小打大。樸素二分查詢的資料不能重複,但可以不連續。

看到這裡也許有人會說,如果我的obj都提前知道了還有什麼意義呢?但是有時候,我們需要在一堆資料裡面找到第乙個滿足要求的資料,比如這道題:

實戰

原題:

吃瓜問題:有m堆瓜和n個群眾,需要盡量滿足每位群眾吃瓜需求,但是為了避免浪費,分配的瓜不能多也不能少,如果沒能找到就不分配。

輸入:​ 輸入共 3 行。

​ 第一行兩個整數 m,n。

​ 第二行 m 個整數分別表示 m堆瓜的數量。(保證各不相同)

​ 第三行 n 個整數分別表示 n個群眾想吃的數量。(保證各不相同)

輸出:​ 對於每個 yi 輸出一行乙個整數為對應數量的瓜的編號,若沒有對應數量的瓜,則輸出 0。

輸入樣例:

5 31 3 26 7 15

26 99 3

輸出樣例:30

2

需要注意的是,每堆瓜我們不僅需要儲存瓜的數量,也需要儲存他的編號,因此可以用結構體來儲存。

排序的時候也對整個結構體進行排序。

這道題可以分為3個步驟:

接收資料,排序,二分查詢。直接上**:

#include

#include

#include

#include

using

namespace std;

typedef

struct node

;int m, n;

node wm[

100005];

//比較函式

bool

cmp(

const node &a,

const node &b)

//注意我們要比較瓜的數量,返回瓜的編號

intbin_search

(int obj,

int l,

int r)

return0;

}int

main()

sort

(wm +

1, wm + m +

1, cmp)

;int obj,l =

1, r = m;

for(

int i =

0; i < n; i++

)return0;

}

思路及實現

還是上面得吃瓜問題,如果此時,我要求每個人分配的西瓜數量要大於等於他所需要的數量,那應該如何是好?

其實此類問題可以抽象為以下問題:

在000000111111中尋找第乙個1。 0表示不滿足條件的值,1表示滿足條件的值。比如說我要吃20個西瓜,那你給我21個或者22個都是滿足條件,但是為了節約,應該找出最小的。也就是21的編號。如果找不出來就返回0.

直接上題目吧:

原題:

吃瓜問題公升級版:有m堆瓜和n個群眾,需要盡量滿足每位群眾吃瓜需求,但是為了避免浪費,分配的應該是剛好大於等於需要的瓜的第一堆,如果所有數量都不能滿足就不分配。

輸入:​ 輸入共 3 行。

​ 第一行兩個整數 m,n。

​ 第二行 m 個整數分別表示 m堆瓜的數量。(保證各不相同)

​ 第三行 n 個整數分別表示 n個群眾想吃的數量。(保證各不相同)

輸出​ 對於每個 yi 輸出一行乙個整數為大於等於需要數量的第一堆瓜的編號,若所有瓜堆的數量均小於需要數量,則輸出 0。

輸入樣例:

5 51 3 26 7 15

27 10 3 4 2

輸出樣例:05

242

有了上題的基礎應該很好理解這題,需要注意的是,此題中,要求找不到返回0,因此我們可以在n中增加一堆瓜,數值設為超級大,序號設為0。這樣其它條件都不滿足,就一定會找到這堆瓜,返回的編號自然也就是0了。可以減少**量。直接上**:

#include 

#include

#include

#include

using namespace std;

typedef struct node

;int m, n;

node wm[100005]

;bool cmp(const node &a, const node &b)

int binleft_search(int obj, int l, int r)

//此時l=r

return wm[l].num;

}int main(

) wm[0].num=0; //增加一堆超多的瓜

wm[0].val=2100000000;

sort(wm , wm + m + 1, cmp);

int obj,l = 0, r = m;

for(int i = 0; i < n; i++)

return 0;

}

小試牛刀:

右邊界問題:11110000問題。見下方總結

關於左右邊界的總結:

00001111問題(找左側邊界):

若二分找到的是0,說明此時要找的答案在右側,所以左側增大,l = mid + 1

若二分找到的是1,說明此時找到的答案在左側或者自身,所以右側減少,但是需要保護mid,r = mid.

1111000(找右側問題):

若二分找到的是0,說明此時要找的答案在左側,所以右側減少,r = mid - 1

若二分找到的是1,說明此時找到的答案在右側或者自身,所以左側增大,但是需要保護midl = mid.

還但有一點不同:mid=(l+r+1)/2; 為什麼要+1呢,這是為了mid的位置向右偏,否則可能會導致死迴圈:

若 l 指標指向 1 ,r 指向 0 時,若按照原來的公式mid = (l+r) /2,mid還是l,沒有變化,因此會死迴圈。若+1,則此時mid 指向0,便可以收縮r。

記憶口訣:

樸素二分:

迴圈條件:左右可相等: l<=r

劃分條件:取其正中間:(l+r)/ 2

左側收縮:若小則公升左: <,l=mid+1

右側收縮:若大則降右: >,r=mid-1

終止條件:相等則退出: =,return mid

while

(l<=n)

右側二分:00001111問題

迴圈條件:左右不相等 l != r

劃分條件:取其正中間:(l+r)/ 2

先左收縮:若0則公升左: <,l=mid+1

其他情況:右側需保護。 r=mid

while

(l!=r)

左側二分:111110000問題

迴圈條件:左右不相等 l != r

劃分條件:加一再除二:(l+r+1)/ 2

先右收縮:若0則降右: >,r=mid-1

其他情況:左側需保護。 l=mid

while

(l!=r)

題目1 二分 二分查詢

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