704. 二分查找


题目 704. 二分查找

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

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。


### 思路 二分法
```java
class Solution {
    public int search(int[] nums, int target) {
        int l = 0;
        int r = nums.length;
        while(l<r) {
            int m = l+(r-l)/2;
            if (nums[m]==target) return m;
            if (nums[m]>target) r=m;
            else l=m+1;
        }
        return -1;
    }
}

知识点 二分法

最明显的题目就是 34. Find First and Last Position of Element in Sorted Array

花花酱的二分查找专题视频:https://www.youtube.com/watch?v=v57lNF2mb_s

模板:

区间定义:[l, r) 左闭右开

其中f(m)函数代表找到了满足条件的情况,有这个条件的判断就返回对应的位置,如果没有这个条件的判断就是lowwer_bound和higher_bound.

def binary_search(l, r):
    while l < r:
        m = l + (r - l) // 2
        if f(m):    # 判断找了没有,optional
            return m
        if g(m):
            r = m   # new range [l, m)
        else:
            l = m + 1 # new range [m+1, r)
    return l    # or not found

lower bound: find index of i, such that A[i] >= x

def lowwer_bound(self, nums, target):
    # find in range [left, right)
    left, right = 0, len(nums)
    while left < right:
        mid = left + (right - left) / 2
        if nums[mid] < target:
            left = mid + 1
        else:
            right = mid
    return left

upper bound : find index of i, such that A[i] > x

def higher_bound(self, nums, target):
    # find in range [left, right)
    left, right = 0, len(nums)
    while left < right:
        mid = left + (right - left) / 2
        if nums[mid] <= target:
            left = mid + 1
        else:
            right = mid
    return left