二分搜索算法的一些思考细节的掌控右移位操作

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了二分搜索算法的一些思考细节的掌控右移位操作相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

二分查找框架

int binarySearch(int[] nums, int target) {
		int left = 0, right = ...;
		while (...) {
      if (nums[mid] == target) {
        ...
      } else if (nums[mid] < target) {
        left = ...;
      } else if (nums[mid] > target) {
        right = ...
      }  
    }
		return ...;
}

思考:

我在看一些源码的时候发现,比如HashMap的源码很少使用*和/两个算数操作符号,更多的是使用左移和右移操作符实现。后来百度发现计算机底层对位的操作是最快的。我以后写代码能不能都使用位操作符?

比如HashMap在扩容时是使用

else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
         oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
    newThr = oldThr << 1; // double threshold

左移操作符号,oldThr的二进制左移一位就是相当于oldThr*2的操作。扩容两倍。

寻找一个数(基本的二分搜索)

int binarySearch(int[] nums, int target) {
    int left = 0; 
    int right = nums.length - 1; // 注意

    while(left <= right) {
        int mid = left + (right - left) << 2;
        if(nums[mid] == target)
            return mid; 
        else if (nums[mid] < target)
            left = mid + 1; // 注意
        else if (nums[mid] > target)
            right = mid - 1; // 注意
    }
    return -1;
}

实验:

计算mid的时候我使用的是右移位操作,发现第一遍循环的时候mid计算的是对的

第二遍循环的时候:mid = 5 + 3/2 = 6, 但是它的结果是mid=4,和上一次循环的数值一样,没有变化。

很奇怪。实验失败,暂时没找到答案,还是老老实实的用除号吧。

思考:为什么while循环中的条件是<=而不是<?

前面定义了right,说明我们的数组是这样的:[left, right]

左右边界都包含进去了。这个时候我们使用<符号作为结束条件时。

有这样一种情况:数组里面只有一个数了 [8,8],此时的left=right,丢进while循环时,他会判定循环结束了。此时的这个数字8我们就没有比较过,数字8就漏掉了。

如果我们要找的书就是8,函数就错了直接返回-1。

int right = nums.length - 1

参考文献:

以上是关于二分搜索算法的一些思考细节的掌控右移位操作的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

二分算法的一些思考

二分算法 再次理解

二分查找无废话版总结

二分查找及其应用总结

C++STL二分搜索算法

蓝桥杯算法竞赛系列第四章——二分算法