(ACWing yxc讲解基础算法课程笔记)基础算法 整数二分
二分排序:
整数二分:
我们先来说一下单调性和二分的区别,有单调性一定能进行二分排序,但是能进行二分排序的不一定有单调性。所以说二分的本质并非是单调性。
我们假设有这样一个范围。我们能把它分成两个部分,左边不满足某一个条件,右面满足某一个条件。我们用二分法可以找到左边部分的边界和右边部分的边界。我们的红色部分和绿色部分就是我们整数二分的两个不同的模板了。
我们来解释一下:
我们取中间值mid,如果mid在红色区域部分,我们通过条件去检查这个Mid发现它满足条件的话,那我们就把这个范围设定成mid到r的区域,如果mid不满足条件,那么就把范围设定在l到mid-1的区域。这样就把原来的区域一分为二了。
如果是这种情况我们来看一下这个模板:记得mid这里要加1
这种情况是mid属于右面的是使用第二个模板:
// 区间[l, r]被划分成[l, mid - 1]和[mid, r]时使用:
int bsearch_2(int l, int r)
{
while (l < r)
{
int mid = l + r + 1 >> 1;
if (check(mid)) l = mid;
else r = mid - 1;
}
return l;
}
现在我们再来看第二种情况:
更新方式:
这种时候Mid在绿色区域,满足条件就是1到Mid范围区间,反之是mid+1到r区间。
这地方确实我听课的时候没完全理解,这部分理解起来很难,所以可以找一个简便的方式去记下来,我们可以把mid在红色区域看成左边界,在绿色区域看成是右边界,这样记的话,Mid在红色区域满足条件的范围是mid到r,在绿色区域满足条件的范围是l到mid。
它的模板是:
// 区间[l, r]被划分成[l, mid]和[mid + 1, r]时使用:
int bsearch_1(int l, int r)
{
while (l < r)
{
int mid = l + r >> 1;
if (check(mid)) r = mid; // check()判断mid是否满足性质
else l = mid + 1;
}
return l;
}
我们的条件是:
bool check(int x) {/* ... */} // 检查x是否满足某种性质
所以我们在做题的时候就是看区间是l=mid还是r=mid再来选取对应的模板。
我们现在来说一个问题就是在第一种情况时为什么Mid要加1的问题,因为当我们的l不巧正好等于r-1的时候,如果不加1,我们这里都是向下取整的,那Mid就还是l,那我们每次循环完,范围还是l到r就会发生死循环,如果我们加上1,那么就不一样了,mid就是r,我们最开始是l到r,经过一次循环的时候范围变成了r到r,就停止了。
我们现在用一道例题来去学习一下这个算法:
比如我们去找3,3的范围就是在3-4之间。
如果我们x在这个位置,我们的条件设置成>=x,那么边界值在右边,答案就在左边,我们的Mid就不需要加1.
我们现在用java代码来写一下它:
当经过二分之后,边界在左半边,它不满足大于等于x了,那我们的答案一定就在右半边,就可以用第一个模板了。
这个题我并不是完全理解为什么先用第二个模板再用第一个模板,所以只能去巧记了,记着它是先去把中间值定义到绿色部分,再去定义到红色部分。
运行结果:
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