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前端算法之二分查找

在数组中查找指定元素,如果存在就返回它的位置,如果不存在,就返回-1。

这是一道非常经典的算法题,考的就是二分查找算法,首先分析二分查找的思路:

假设一个数组为 [3,5,19,22,25,33,45,47,57,66,71,78](已经从小到大排好序),要求找出数值80的位置,如图:

 

ps:  g  为猜测数值的位置, l  为查找的起点, r  为查找的终点,灰色方格为查找范围

 

 步骤:

  1.刚开始查找范围为整个数组,第一次猜测数值是33,也就是猜测位置  g  为5,这个5是通过(  l + r  ) / 2 向下取整  得出的即(0 + 11)/ 2 = 5,由于当前数值为33,并不是目标数值80,且小于80,继续向右查找

  2.第二次查找,起点 l 为上一次猜测位置的下一位,即 l = 5 +1 = 6, r  还是为11,此次猜测位置  g  为( l + r )/ 2 = 8,对应数值为57,也小于80,继续下一轮向右查找

  3.第三次查找,起点  l  为上次猜测位置的下一位,即  l  = 8 + 1 = 9, r  还是为11,此次猜测位置  g  为(  l  +  r  )/ 2 = 10,对应数值为71,也小于80,继续下一轮向右查找

  4.第四次查找,起点  l  为上次猜测位置的下一位,即  l  = 10 + 1 = 11, r  还是为11,此次猜测位置  g  为(  l  +  r  )/ 2 = 11,对应数值为78,也小于80,继续下一轮向右查找

  5.第五次查找,起点  l  为上次猜测位置的下一位,即  l  = 11 + 1 = 12, r  还是为11,此时  l > r ,查找终止,且未找到目标数值,由于未找到80,所以应当返回-1。

 

其他条件不变,将目标值换成68,利用二分查找找出对应数值的位置,如图:

步骤:

  1.刚开始查找范围为整个数组,第一次猜测数值是33,也就是猜测位置  g  为5,这个5是通过(  l  +  r  ) / 2  向下取整  得出的即(0 + 11)/ 2 = 5,由于当前数值为33,并不是目标数值66,且小于66,继续向右查找

  2.第二次查找,起点  l  为上一次猜测位置的下一位,即  l  = 5 + 1 = 6, r  还是为11,此次猜测位置  g  为(  l  +  r  )/ 2 = 8,对应数值为57,也小于66,继续下一轮向右查找

  3.第三次查找,起点  l  为上次猜测位置的下一位,即  l  = 8 + 1 = 9, r  还是为11,此次猜测位置  g  为(  l  +  r  )/ 2 = 10,对应数值为71,由于71大于目标数值66,因此下一轮需向左查找

  4.第四次查找,起点  l  不变,即  l  = 9, r  为上次猜测位置  g  的上一位即9,由于  l  和  r  相同,所以该位置的数值为最后一个需要查找的数值,不需要继续猜测查找了,而该数值也正好为目标数值66,因此返回目标数值66的位置为9。

通过以上分析,下面看看具体代码实现:

  1   function   bsearch(A, x) {
   2      let l = 0,  //   查询范围左边界 
  3        r = A.length - 1,  //   查询范围右边界 
  4        g;  //   猜测位置,即l,r中间的位置 
  5       while  (l <=  r) {
   6        g = Math.floor((l + r) / 2);  //   向下取整 
  7         //   循环不变式 
  8         if  (A[g] === x)  return   g;
   9         else   if  (A[g] > x) r = g - 1 ;
  10         else  l = g + 1 ;
  11       }
  12       return  -1 ;
  13    }

测试结果:

 

 

脚踏实地行,海阔天空飞~

 

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