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递归、排序、二分查找(C语言实现)

文章目录

  • 递归
  • 排序算法
    • 冒泡排序(bubble sort)
    • 插入排序(insertion sort)
    • 选择排序(selection sort)
    • 归并排序(merge sort)
    • 快速排序(quick sort)
    • 3种线性排序
      • 桶排序
      • 计数排序
      • 基数排序
    • 排序算法总结
  • 二分查找(Binary Search)
    • 二分查找变体问题
      • 查找第一个值等于给定值的元素 & 查找最后一个值等于给定值的元素
      • 查找第一个值大于或等于给定值的元素
      • 查找最后一个值小于或等于给定值的元素
  • 参考文献

说明:本文是作者之前在学习<<数据结构与算法之美>>一书时的学习笔记,并用C语言将相关排序算法和二分查找实现。

递归

递归需要满足的3个条件:

  • 待求解问题的解可以分解为几个子问题的解。(子问题就是数据规模更小的问题)
  • 待求解问题与分解之后的子问题,只有数据规模不同,求解思路完全相同
  • 存在递归终止条件

如何编写递归代码:1、写出递推公式;2、找到终止条件。

在实际编写代码时,一般不用递归,而是将递归代码转换成非递归的,因为递归有可能会导致堆栈溢出。而且有可能导致重复计算(比如斐波那契数列,如果用递归代码实现,则有重复计算)。

尾递归:递归调用是最后一个要执行的语句,并且没有其他局部变量参与最后一个语句的执行。

排序算法

可以把排序算法分为原地排序算法(在原数据存储空间上完成排序操作)和非原地排序算法(需要额外的非常量级的数据存储空间才能完成排序)。

原地排序并不与O(1)空间复杂度划等号。一个排序算法是原地排序算法,但它的空间复杂度可能并不是O(1)。但是,反过来说,一个排序算法的空间复杂度为O(1),则它肯定是原地排序算法。

我们还可以根据算法的稳定性,将排序算法分为稳定排序算法和不稳定排序算法。稳定排序算法是指排序后,相等的元素之间原本的顺序不会改变的排序算法。而不稳定排序算法是指,经过排序之后,相等元素之间原有的先后顺序有可能会被改变。

冒泡排序(bubble sort)

冒泡排序:通过重复遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历数列的工作重复进行的,直到没有再需要交换的元素为止。

#include <stdio.h>
void bubbleSort(int arr[], int n)
{
    int i,j,temp;
    int swapped;
    //外层循环控制排序的轮数
    for (i = 0;i < n-1;i++)
    {
        swapped = 0;// 每轮开始时,设置交换标志为0
        // 内层循环负责进行元素的比较和交换
        for (j = 0;j < n-i-1;j++)
        {
            // 如果当前元素大于下一个元素,则交换它们
            if (arr[i] > arr[j+1])
            {
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
                swapped = 1; // 发生了交换,设置交换标志位1
            }
        }
        // 如果在某次遍历中没有发生交换,则提前结束排序
        if (swapped == 0)
        {
            break;
        }
    }
}
  • 冒泡排序是原地排序算法吗?
    • 由于冒泡的过程只涉及相邻数据的交换操作,只需要常量级的临时空间,因此,空间复杂度是O(1),因此,冒泡排序是一个原地排序算法
  • 冒泡排序是稳定排序算法吗?
    • 在冒泡排序中,只有交换才可以改变两个元素的前后顺序。为了保证冒泡排序的稳定性,在冒泡的过程中,我们对两个大小相等的相邻的元素不做交换,这样就能保证相同大小的元素,在排序前后原有的先后顺序不会改变,因此,冒泡排序是稳定排序算法
  • 冒泡排序的时间复杂度
    • 在最好的情况下,待排序的数据已经是有序的了,那么只需要进行一遍冒泡操作,就可以结束了,因此,最好的时间复杂度为O(n)。
    • 在最坏的情况下,要排序的数据刚好是倒序排列的,则需要进行n次冒泡操作,因此,最坏时间复杂度为O(n^2)。

插入排序(insertion sort)

将数组分为已排序和未排序两部分,每次从未排序部分取出一个元素,在已排序部分找到相应的位置并插入。

#include <stdio.h>
void insertionSort(int arr[], int n)
{
    int i,key,j;
    // 初始时,已排序部分是arr[0],因此未排序部分的索引是从i=1开始的。
    for (i = 1; i < n;i++)
    {
        key = arr[i]; // 选择未排序的第一个元素
        j = i - 1;
        // 将选中的元素与已排序的元素进行比较,如果已排序的元素大于选中的元素,则将其向后移动
        while (j >= 0 && arr[j] > key)
        {
            arr[j+1] = arr[j];
            j--;
        }
        // 将选中的元素插入到正确的位置
        arr[j+1] = key;
    }
}
  • 插入排序是原地排序算法吗?
    • 是原地排序算法。它的空间复杂度是O(1)
  • 插入排序是稳定排序算法吗?
    • 对于未排序区间的某个元素,如果在已排序区间存在于它值相同的元素,我们选择将它插入到已排序区间值相同元素的后面,这样就可以保持值相同元素原有的前后顺序不变,因此,插入排序是稳定排序算法。
  • 插入排序的时间复杂度
    • 在最好情况下,如果是已经排序好的,则时间复杂度是O(n)。
    • 在最坏情况下,时间复杂度是O(n^2)。

选择排序(selection sort)

选择排序(selection sort)的实现思路类似于插入排序,也将整个数组划分为已排序区间和未排序区间。不同点在于:选择排序每次从未排序区间中找到最小的元素,将其放到已排序区间的末尾。

#include <stdio.h>

void selectionSort(int arr[], int n)
{
    int i, j, min_idx, temp;
    
    // 移动未排序数组的边界(初始时,未排序区间是整个数组,已排序区间的大小为0)
    for (i = 0; i < n-1; i++)
    {
        // 找到未排序区间的最小元素的索引
        min_idx = i;
        for (j = i+1; j< n;j++)
        {
            if (arr[j] < arr[min_idx])
            {
                min_idx = j;
            }
        }
        
        // 交换找到的最小元素与未排序区间的第一个元素
        temp = arr[min_idx];
        arr[min_idx] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}
  • 选择排序是原地排序算法吗?

    • 是原地排序
  • 选择排序是稳定排序算法吗?

    • 选择排序不是稳定排序算法。
    比如,原始数据是5,8,5,2,9
    按照上面的实现,经过第一次选择排序的交换后,最小的元素2可能会与第一个5交换位置,因此两个5的相对位置就被打破了。
    
  • 选择排序的时间复杂度

    • 最好和最坏情况下,时间复杂度都是O(n^2)。

归并排序(merge sort)

归并排序是一种高效的排序算法,采用分治法的一个典型应用。它将数组分为两半,对每一半递归地进行归并排序,然后将两个排序号的半部分合并在一起。

归并排序的主要步骤:

1、分解:将当前序列平均分成两半,对每一半递归地进行归并排序

2、解决:在分解的子序列中进行排序

3、合并:将两个已排序的子序列合并成一个最终的排序序列

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void merge_sort(int arr[], int n)
{
    mergeSort(arr, 0, n-1);
}

// l是数组的左边界,r是数组的右边界
void mergeSort(int arr[], int l, int r)
{
    // 递归终止条件
    if (l >= r)
    {
        return;
    }
    // 找到中间点
    int m = l+(r-1)/2;
    
    // 递归地排序两半
    mergeSort(arr, l, m);
    mergeSort(arr, m+1, r);
    
    // 合并两个已排序的半部分
    merge(arr, l, m, r);
}



// 合并两个子数组的函数
void merge(int arr[], int l, int m, int r)
{
	int i,j,k;
    int n1= m-l+1; // 左子数组的大小
    int n2= r -m; // 右子数组的大小
    
    // 创建临时数组
    int L[n1], R[n2];
    
    // 拷贝数据到临时数组
    for (i = 0; i< n1; i++)
    {
        L[i] = arr[l + i];
    }
    for (j = 0; j < n2; j++)
    {
        R[j] = arr[m+1+j];
    }
    // 合并临时数组回到原数组 arr[l...r]
    i = 0; // 初始索引第一个子数组
    j = 0; // 初始索引第二个子数组
	k = l; // 初始索引合并子数组
    while (i < n1 && j < n2)
    {
        if (L[i] <= R[j])
        {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        }
        else
        {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    
    // 如果L[]中还有剩余元素,拷贝剩余元素
    while (i < n1)
    {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    
    // 如果R[]中还有剩余元素,拷贝剩余元素
    while (j < n2)
    {
        arr[k] = L[j];
        j++;
        k++;
    }
}
  • 归并排序是原地排序算法吗?
    • 归并排序不是原地排序算法,它需要O(n)的额外存储空间。
  • 归并排序是稳定排序算法吗?
    • 通过merge函数可以确定,归并排序是稳定排序算法。
  • 选择排序的时间复杂度
    • 归并排序在最好、最坏和平均情况下的时间复杂度均为O(n *logn),其中n是数组的长度。

快速排序(quick sort)

快速排序也利用了分治算法思想。

如果要排序数组中下标从p到r的数据,那么,我们选择p到r之间的任意一个数据作为pivot(分区点,一般选择最后一个或第一个),然后遍历从p到r的数据,将小于pivot的放到左边,将大于或等于pivot的放到右边,将pivot放到中间。经过这一步骤处理之后,从p到r的数据就被分成了3个部分。假设pivot现在所在位置的下标是q,那么从p到q-1的数据都小于pivot,中间是pivot,从q+1到r的数据都大于或等于pivot。

根据分治的处理思想,分区完成后,我们递归地排序下标从p到q-1的数据和下标q+1到r的数据,直到待排序区间大小缩小为1,这就说明数组中所有的数据都有序了。

伪代码如下:

quick_sort(A, n)
{
	quick_sort_c(A, 0, n-1);
}

// 快速排序递归函数,p,r为下标
quick_sort_c(A,p,r)
{
    if p >= r then return;
    q = partition(A, p, r); // 分区
    quick_sort(A, p, q-1);
    quick_sort(A, q+1, r);
}

partition(A,p,r)
{
    pivot=A[r];
    i=p;
    for j=p to r do {
        if A[j] < pivot
        {
            swap A[i] with A[j];
            i++;
        }
    }
    swap A[i] with A[r];
    return i;
}

C语言实现:

#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

int partition(int array[], int low, int high)
{
    int pivot = array[high]; // pivot
    int i = low; // index of smaller element
    for (int j = low; j <=high;j++)
    {
        // if current element is smaller than pivot
        if (array[j] < pivot)
        {
            swap(&array[i], &array[j]);
            i++;
        }
    }
    swap(&array[i], &array[high]);
    return i;
}

void quickSort(int array[], int low, int high)
{
    if (low >= high)
    {
        return;
    }
    // pi is partitioning index
    int pi = partition(array, low, high);
    
    // separately sort elements before partition and after partition
    quickSort(array, low, pi - 1);
    quickSort(array, pi + 1, high);
}
  • 快速排序是原地排序算法吗?

    • 快速排序是原地排序算法。最好空间复杂度O(logn)。最坏空间复杂度O(n)。
  • 快速排序是稳定排序算法吗?

    • 快速排序是不稳定排序算法

      比如对于原始数据是6,8,7,6,3,5,9,4来说,
      假如以最后一个元素作为pivot,在经过第一次分区操作之后,两个6的相对先后顺序会发生改变,因此,快排不是稳定排序算法。
      
  • 选择排序的时间复杂度

    • 最好时间复杂度:O(n *logn);最坏时间复杂度O(n^2)。

利用快排的分区方法可以用来求在无序数组中求第K大(或者第K小),且时间复杂度是O(n)。比如对于4,2,5,12,3这样的数据,从小到大的排序为2,3,4,5,12。因此第2小的元素是3。

思路:选择数组A[0, n-1]中的最后一个元素A[n-1]作为pivot,对数组A[0,n-1]进行原地分区,这样数组就分成了3部分:A[0, p-1]、A[p]、A[p+1, n-1]。

如果K = p+1,那么A[p]就是第K小元素;如果K>p+1,就说明第K小元素出现在A[p+1, n-1]中,我们再按照上面的思路递归地在A[p+1,n-1]中查找。如果K<p+1,就在A[0, p-1]里继续查找。

上面的这个算法也叫快速选择(quick select)算法

#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

int partition(int array[], int low, int high)
{
    int pivot = array[high]; // pivot
    int i = low; // index of smaller element
    for (int j = low; j <=high;j++)
    {
        // if current element is smaller than pivot
        if (array[j] < pivot)
        {
            swap(&array[i], &array[j]);
            i++;
        }
    }
    swap(&array[i], &array[high]);
    return i;
}

int quickSelect(int arr[], int low, int high, int k)
{
    if (k > 0 && k <= high - low + 1)
    {
        int index = partition(arr, low, high);
        // 因为下标是从0开始的,所以是k-1
        if (index -low == k-1)
        {
            return arr[index];
		}
        if (index - low > k-1)
        {
            return quickSelect(arr, low, index - 1, k);
        }
        
        return quickSelect(arr, index + 1,high, k-index + low -1);
    }
    
    // 如果K的在数组长度的范围之外,则返回INT_MAX表示没找到
    return INT_MAX
}

3种线性排序

桶排序、计数排序、基数排序这三种排序算法的时间复杂度是O(n),因此也称为线性排序(linear sort)。之所以能做到线性的时间复杂度,主要是因为它们都不是基于比较的排序算法,排序的过程不涉及元素之间的比较操作。

三种线性排序对待排序的数据有严苛的要求

桶排序

桶排序(bucket sort)的核心处理思想是先定义几个有序的“桶”,将要排序的数据分到这几个“桶”中,对每个“桶”里的数据单独进行排序,再把每个“桶”里的数据按照顺序依次取出,组成的序列就是有序的了。

这里需要注意几点:

  • 待排序数据要容易划分为m个“桶”,并且“桶”与“桶”之间有着天然的大小顺序,这样每个“桶”内的数据都排序完后,桶与桶之间的数据不需要再进行排序了。
  • 数据在各个“桶”之间的分布要比较均匀。如果数据经过划分之后,有些“桶”里的数据非常多,有些“桶”的数据非常少,很不平均,那么“桶”内数据排序的时间复杂度就不是常量级了。在极端情况下,如果数据都被集中划分到一个桶里,那么桶排序就退化为时间复杂度是O(nlogn)的排序算法了。

计数排序

计数排序(counting sort)是桶排序的一种特殊情况。当要排序的n个数据所处的范围并不大的时候,如最大值是k,我们就可以把数据划分为k个桶,每个桶内的数据都是相等的,省掉了桶内排序的时间。

基数排序

基数排序是一种非比较型整数排序算法,其原理是将整数按位数切割成不同的数字,然后按每个位数分别比较。

基数排序有两种方法:

1、最高位优先(MSD, Most Significant Digit first):从最高位开始进行排序。

2、最低位优先(LSD, Least Significant Digit first):从最低位开始进行排序

排序算法总结

排序算法是否原地排序是否稳定排序平均时间复杂度
冒泡排序O(n^2)
插入排序O(n^2)
选择排序O(n^2)
快速排序O(nlogn)
归并排序O(nlogn)
桶排序O(n+k),k为数据范围
计数排序O(n)
基数排序O(dn),d为数据维度

二分查找(Binary Search)

二分查找,也称折半查找,是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。其核心思想是将查找区间不断地折半,通过将待查找的元素与区间中间位置的元素进行比较,缩小查找范围,直到找到目标元素或确定目标元素不存在为止。二分查找的时间复杂度为O(logn),其中n是数组的长度,这使得它在处理大规模数据时效率远高于线性查找O(n)。

int binarySearch(int* nums, int numsSize, int target){
    if (nums == NULL || numsSize == 0) 
    {
        return -1;
    }
    int low = 0;
    int high = numsSize - 1;
    int mid;
    while (low <= high) { // 结束的条件是 low > high
        mid = low + (high - low) / 2;// 防止溢出
        if (nums[mid] == target) {
            return mid; // 找到目标,返回索引
        } else if (nums[mid] < target) {
            low = mid + 1; // 在右半部分继续查找
        } else {
            high = mid - 1; // 在左半部分继续查找
        }
    }
    return -1;// 未找到目标,返回-1
}

这里需要注意几点:

  1. 为什么while循环的条件中是 <=,而不是 < ?
    因为初始化 high = numsSize - 1,即最后一个元素的索引,而不是numsSize。这两者的区别是前者的搜索范围相当于两端都是闭区间[low, high],而后者相当于是左闭右开区间[low, high),因为索引numsSize是越界的。
  2. 为什么 low = mid + 1和high = mid - 1?
    因为我们上面的代码搜索区间是两端闭区间[low, high],所以当发现mid不是我们要找的target时,由于mid已经找过了,所以需要从这个搜索范围中扣除。因此需要去[mid + 1, high]或者[left, mid - 1]中去查找。
  3. 上面我们mid的取值是 mid = low + (high - low) / 2。为什么不用 mid = (low + high) / 2呢?因为如果low和high比较大的话,两者之和就有可能会溢出。所以将mid的计算方式改成 mid = low + (high - low) / 2。更进一步,我们还可以优化,将这里除以2的操作转化成位运算 mid = low + ((high-low)>>1)。因为相比除法运算,计算机处理位运算要快得多。

二分查找的局限性

  1. 二分查找依赖的是顺序表结构,即数组。
  2. 二分查找针对的是有序数据,因此只能用在插入、删除操作不频繁,一次排序多次查找的场景中。
  3. 数据量太小不适合二分查找,与直接遍历相比效率提升不明显。但是有一个例外,就是数据之间的比较操作非常费时时,比如数组中存储的都是长度超过300的字符串,那还是使用二分查找来尽量减少比较操作吧。
  4. 数据量太大也不适合二分查找,因为数组需要连续的空间,若数据量太大,往往找不到存储如此规模数据的连续内存空间。

二分查找变体问题

上述的二分查找是非常简单的一种二分查找:在不存在重复元素的有序数组中,查找值等于给定值的元素。还有几种二分查找的变体问题,比如如下四个:

  • 查找第一个值等于给定值的元素
  • 查找最后一个值等于给定值的元素
  • 查找第一个值大于或等于给定值的元素
  • 查找最后一个值小于或等于给定值的元素

查找第一个值等于给定值的元素 & 查找最后一个值等于给定值的元素

LeetCode-34-在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

题目描述:
给定一个按照升序排列的整数数组 nums,和一个目标值 target。找出给定目标值在数组中的开始位置和结束位置。
如果数组中不存在目标值 target,返回 [-1, -1]。

第一种解法

题解,这里找右边界和左边界是类似的,这里只讲一个左边界:

  • 如果当前看到的元素恰好等于 target,那么当前元素有可能是target出现的第1个位置,由于我们要找第1个位置,此时我们应该向左边继续查找。当然, 我们此时可以记下这个元素的位置;
  • 如果当前看到的元素严格大于target,那么当前元素一定不是要找的 target出现的第1个位置,第1个位置肯定出现在mid的左边,因此就需要在 [left, mid - 1]区间里继续查找;
    如果当前看到的元素严格小于target,那么当前元素一定不是要找的 target出现的第1个位置,第1个位置肯定出现在mid的右边,因此就需要在 [mid + 1, right] 区间里继续查找。

总结一句话就是:如果查找左边界值,就压缩待查找的区间右边界;如果查找右边界值,就压缩待查找的区间左边界。

// 查找第一个值等于给定值的元素
int searchLeftRange(int* nums, int numsSize, int target) {
    int left = 0;
    int right = numsSize - 1;
    int mid;
    int result = -1;
    while (left <= right) {
        mid = left + ((right - left) >>1);
        if (nums[mid] == target) {
            result = mid;
            right = mid - 1; 
        } else if (nums[mid] < target){
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return result;
}

// 查找最后一个值等于给定值的元素
int searchRightRange(int* nums, int numsSize, int target) {
    int left = 0;
    int right = numsSize - 1;
    int mid;
    int result = -1;
    while (left <= right) {
        mid = left + ((right - left) >>1);
        if (nums[mid] == target) {
            result = mid;
            left = mid + 1; 
        } else if (nums[mid] < target){
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return result;
}

第二种解法

上面是一种解法,下面是另一种思路:

// 查找第一个值等于给定值的元素
int searchLeftRange(int* nums, int numsSize, int target) {
    int left = 0;
    int right = numsSize - 1;
    int mid;
    while (left <= right)
    {
        mid = left + ((right - left) >>1);
        if (nums[mid] > target)
        {
            right = mid - 1;
        }
        else if (nums[mid] < target)
        {
            left = mid + 1;
        }
        else
        {
            if ((mid == 0) || (nums[mid -1] != target))
            {
                return mid;
            }
            else
            {
                right = mid - 1;
            }
        }
    }
    return -1;
}

nums[mid]与要找的target的大小关系有3中:大于、小于和等于。对于nums[mid] > target和nums[mid] < target的情况,都很好理解,这里不做解释。

对于nums[mid]==target,因为我们是要查找的是第一个值等于给定值的元素,当nums[mid]等于要查找的值时,我们需要确认一下nums[mid]是不是第一个值等于要查找的元素,怎么确认呢?

如果mid等于0,即这个元素已经是数组的第一个元素了,那么它肯定是我们要查找的第一个值等于给定值的元素;如果mid不等于0,但nums[mid]的前一个元素nums[mid-1]不等于target,那么也说明nums[mid]就是第一个元素。

如果经过检查之后发现,nums[mid]前面的一个元素nums[mid-1]也等于target,就说明此时的nums[mid]不是我们要查找的第一个值,那么我们就更新right=mid-1,因为要查找的元素肯定出现在[left, mid-1]区间。

类似的,查找最后一个值等于给定值的元素的代码如下。

// 查找最后一个值等于给定值的元素
int searchRightRange(int* nums, int numsSize, int target) {
    int left = 0;
    int right = numsSize - 1;
    int mid;
    while (left <= right)
    {
        mid = left + ((right - left) >>1);
        if (nums[mid] > target)
        {
            right = mid - 1;
        }
        else if (nums[mid] < target)
        {
            left = mid + 1;
        }
        else
        {
            if ((mid == numsSize -1) || (nums[mid +1] != target))
            {
                return mid;
            }
            else
            {
                low = mid + 1;
            }
        }
    }
    return -1;
}

查找第一个值大于或等于给定值的元素

题目描述:
给定一个有序的数组,查找第一个大于等于给定值的元素的下标。例如对于数组[3,4,6,7,10].如果查找第一个大于等于5的元素,则是6,所以返回下标2。

其实仔细想想,这个题目就是查找左边界。所以和【查找第一个值等于给定值的元素】那题的解题思路是一样的,只是那题是在等于目标值时,更新结果。但是本题则是在大于等于目标值时更新。具体请见代码:

// 查找第一个大于等于target的值的下标(相当于查找左边界那题)
int searchFirstGETargetIndex(int *nums, int numsSize, int target) {
    int left = 0;
    int right = numsSize - 1;
    int mid;
    int result = -1;
    while (left <= right) {
        mid = left + ((right - left) >>1);
        if (nums[mid] >= target) {
            result = mid;
            right = mid - 1;
        } else {
            left = mid + 1;
        }
    }
    return result;
}

思路同上面的第二种解法:

// 查找第一个大于等于target的值的下标(相当于查找左边界那题)
int searchFirstGETargetIndex(int* nums, int numsSize, int target) {
    int left = 0;
    int right = numsSize - 1;
    int mid;
    while (left <= right)
    {
        mid = left + ((right - left) >>1);
        if (nums[mid] >= target)
        {
            // 如果mid是第一个元素或者前面一个元素小于要查找的值target,则nums[mid]就是我们要查找的第一个大于或等于给定值的元素
            if ((mid == 0) || (nums[mid -1] < target))
            {
                return mid;
            }
            // 如果nums[mid-1]也大于或等于要查找的值target,则说明要查找的元素在[low, mid-1]区间
            else
            {
                right = mid - 1;
            }
        }
        else
        {
            // 如果nums[mid] < target,那么要查找的值肯定在[mid+1, right]区间
            left = mid + 1;
        }
    }
    return -1;
}

查找最后一个值小于或等于给定值的元素

与上题类似,这个题目其实是【查找最后一个值等于给定值的元素】的变形。

// 查找最后一个小于等于target的值的下标(相当于查找右边界那题)
int searchLastLETargetIndex(int *nums, int numsSize, int target) {
    int left = 0;
    int right = numsSize - 1;
    int mid;
    int result = -1;
    while (left <= right) {
        mid = left + ((right - left) >>1);
        if (nums[mid] <= target) {
            result = mid;
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return result;
}

解法二:

// 查找最后一个小于等于target的值的下标(相当于查找右边界那题)
int searchLastLETargetIndex(int* nums, int numsSize, int target) {
    int left = 0;
    int right = numsSize - 1;
    int mid;
    while (left <= right)
    {
        mid = left + ((right - left) >>1);
        if (nums[mid] > target)
        {
            right = mid - 1;
        }
        else
        {
            if ((mid == numsSize -1) || (nums[mid +1] > target))
            {
                return mid;
            }
            else
            {
                low = mid + 1;
            }
        }
    }
    return -1;
}

参考文献

1、https://book.douban.com/subject/35474931/
2、https://github.com/labuladong/fucking-algorithm
3、https://leetcode-cn.com/tag/binary-search/


http://www.kler.cn/a/303469.html

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