二分查找法动态图解,二分查找法详细讲解

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-05-15 00:21:42

这就是二分查找,你学习了第一种算法!每次猜测排除的数字个数如下。

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不管我心里想的是哪个数字,你在7次之内都能猜到,因为每次猜测都将排除很多数字!

假设你要在字典中查找一个单词,而该字典包含240 000个单词,你认为每种查找最多需要多少步?

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如果要查找的单词位于字典末尾,使用简单查找将需要240 000步。使用二分查找时,每次排除一半单词,直到最后只剩下一个单词。

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因此,使用二分查找只需18步——少多了!一般而言,对于包含n个元素的列表,用二分查找最多需要log2n步,而简单查找最多需要n步。

对数

你可能不记得什么是对数了,但很可能记得什么是幂。log10100相当于问“将多少个10相乘的结果为100”。答案是两个:10 × 10 = 100。因此,log10100 = 2。对数运算是幂运算的逆运算。

对数是幂运算的逆运算

本书使用大O表示法讨论运行时间时,log指的都是log2。使用简单查找法查找元素时,在最糟情况下需要查看每个元素。因此,如果列表包含8个数字,你最多需要检查8个数字。而使用二分查找时,最多需要检查log n个元素。如果列表包含8个元素,你最多需要检查3个元素,因为log 8 = 3(23 = 8)。如果列表包含1024个元素,你最多需要检查10个元素,因为log 1024 = 10(210 =1024)。 

说明

仅当列表是有序的时候,二分查找才管用。例如,电话簿中的名字是按字母顺序排列的,因此可以使用二分查找来查找名字。如果名字不是按顺序排列的,结果将如何呢?

执行二分查找的Python代码

下面来看看如何编写执行二分查找的Python代码。这里的代码示例使用了数组。如果你不熟悉数组,也不用担心。你只需知道,可将一系列元素存储在一系列相邻的桶(bucket),即数组中。这些桶从0开始编号:第一个桶的位置为#0,第二个桶为#1,第三个桶为#2,以此类推。

函数binary_search接受一个有序数组和一个元素。如果指定的元素包含在数组中,这个函数将返回其位置。你将跟踪要在其中查找的数组部分——开始时为整个数组。

low = 0 high = len(list) - 1

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