简介
二分查找算法(Binary Search Algorithm)是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。搜索过程从数组的中间元素开始,如果中间元素正好是要查找的元素,则搜索过程结束;如果某一特定元素大于或者小于中间元素,则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找,而且跟开始一样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组为空,则代表找不到。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。
二分查找算法的步骤大致如下:
首先,确定整个查找区间的范围,即数组的开始和结束下标。
计算中间元素的下标 mid,一般使用 (left + right) // 2 来避免整数溢出。
将中间元素与目标值进行比较:
如果中间元素正好是要查找的元素,则搜索过程结束。
如果中间元素大于目标值,说明目标值(如果存在)必定在左半部分,更新查找区间为左半部分,即 right = mid - 1。
如果中间元素小于目标值,说明目标值(如果存在)必定在右半部分,更新查找区间为右半部分,即 left = mid + 1。
重复步骤 2 和 3,直到找到目标值或查找区间为空(即 left > right)。
二分查找算法的时间复杂度是 O(log n),其中 n 是数组的长度。这是因为每次比较都能将搜索范围缩小一半,所以最多需要 log n 次比较就能找到目标元素(如果存在)。这使得二分查找在处理大量数据时非常高效。
需要注意的是,二分查找算法要求数组必须是有序的,否则无法正确执行。因此,在使用二分查找之前,通常需要确保数组已经排序。如果数组未排序,则需要先进行排序操作。