给定一个 n 个元素有序的(升序)整型数组 nums 和一个目标值 target ,写一个函数搜索 nums 中的 target,如果目标值存在返回下标,否则返回 -1。
示例 1:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9
输出: 4
解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4
示例 2:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2
输出: -1
解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1
提示:
- 你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。
- n 将在 [1, 10000]之间。
- nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。
二分查找简介
二分查找前提是数组为有序数组,同时还强调数组中无重复元素,因为一旦有重复元素,使用二分查找法返回的元素下标可能不是唯一的。二分查找的逻辑较为简单,一个递归循环即可解决,难点在于索引边界的判定,究竟是while(left < right) 还是 while(left <= right),理解好这一点便是解题关键所在。
边界的判定
写二分法,区间的定义一般为两种,左闭右闭即[left, right],或者左闭右开即[left, right)。
左闭右闭
首先,我们假定target在一个左闭右闭的区间中,左闭右闭的特点如下
- while(left <= right)要用 <=,因为left=right是有意义的。
- 当nums[middle] > target 时,right的值要设置为middle - 1,因为此时nums[middle]的值一定不是right,所以right要在middle的左侧取值。 示例代码:
func search(nums []int, target int) int {
high := len(nums) - 1
low := 0
for low <= high {
mid := low + (low + high)/2
if nums[mid] == target
return mid
}else if nums[mid] > target{
high = mid -1
}else {
low = mid + 1
}
}
return -1
}
左闭右开
左闭右开的情况则有以下特点:
- while(left <= right)要用 <。
- 当nums[middle] > target 时,right的值要设置为middle,因为这里的right是开区间,所以right要更新为开区间 示例代码:
func search(nums []int, target int) int {
high := len(nums)
low := 0
for high > low {
mid := low + (low + high)/2
if nums[mid] == target {
return mid
}else if nums[mid] > target {
high = mid
}else {
low = mid + 1
}
}
return -1
}