35搜索插入位置-Java-手撕二分法系列1-深入Arrays.sort源码1
创始人
2024-06-02 08:21:36
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首先目的是想要实现一个功能,什么功能?给一个任意顺序的数组,返回排序好了的数组,排序算法使用二分法。

先来一道二分的leetcode来练手吧:

35搜索插入位置
给定一个排序数组和一个目标值,在数组中找到目标值,并返回其索引。如果目标值不存在于数组中,返回它将会被按顺序插入的位置。
请必须使用时间复杂度为 O(log n) 的算法。
示例 1:   输入: nums = [1,3,5,6], target = 5    输出: 2
示例 2:   输入: nums = [1,3,5,6], target = 2    输出: 1
示例 3:   输入: nums = [1,3,5,6], target = 7    输出: 4
提示:     1 <= nums.length <= 104  -104 <= nums[i] <= 104   nums 为 无重复元素 的 升序 排列数组  -104 <= target <= 104

这里是要使用到二分排序,那么二分排序的思想是这么样子的呢?其实是这样的:

一个数用来比较头和尾,如果相等,那么就找到target了;

如果发现target在该数组里面,那么就开始二分查找。

首先由很多方式,不过都是些边界条件罢了,可以随心情想到的一个边界来获取target。

首先是比较了头和尾了,那么如果有target,那么肯定是在(leftIndex,rightIndex)里面了,先折半找到haft = (leftIndex+ rightIndex) / 2找到折半的边界,再看看是不是target了,

1、如果折半的val大于target那么说明要往[rightIndex + 1,haft - 1]找折半元素看看是不是target;

2、如果折半的val小于target那么说明要往[haft + 1,rightIndex- 1]找折半元素看看是不是target;

3、如果折半的元素就是target,那么说明找到target了。

4、当左边界大于右边界说明找不到target。这个时候肯定会退出循环条件。

退出循环条件后,那么就要将该元素插入到指定的位置,那么就要判断循环退出的临界点:

此时target为3,
①
leftIndex = n,
rightIndex = n + 1;
nums[leftIndex] = 2 nums[rightIndex] = 4,也就是[左边界,右边界] = [2 4],
此时haft = (leftIndex + rightIndex) / 2 = n
nums[haft] < target,所以进入下一次循环时,leftIndex = haft + 1
那么此时target要插入的位置是n+1。
然后进入下一次循环有haft = ((n + 1) + (n + 1)) / 2= n + 1
此时nums[haft] > target,那么rightIndex = haft - 1; 
此时肯定是要退出循环的。
退出循环后leftIndex = n + 1rightIndex = n
那么要插入的位置就是leftIndex
②
如果退出循环前:
leftIndex = rightIndex = n;
nums[leftIndex] = 2 nums[rightIndex] = 2,也就是左边界和右边界 相等的时候。
此时haft = (n + n) / 2 = n
那么nums[haft] < target,于是leftIndex = haft + 1
退出循环后,leftIndex的值就是n + 1了,这个就是结果了。
ok,速码。

题解:

class Solution {public int searchInsert(int[] nums, int target) {int leftIndex = 0;if (nums[leftIndex] >= target) return 0;int rightIndex = nums.length - 1;if (nums[rightIndex] < target) return rightIndex + 1;while (leftIndex <= rightIndex) {int haft = (leftIndex + rightIndex) / 2;if (nums[haft] == target) {return haft;} else if (nums[haft] > target) {rightIndex = haft - 1;} else if (nums[haft] < target) {leftIndex = haft + 1;}}return leftIndex;}
}

可以测试下:

    @Testpublic void testSolution(){int[][] arrays = {{1,3,5,6},//2{1,3,5,6},//1{1,3,5,6},//4{3,5,7,9,10},//3
//                {},};int[] targets = {5,2,7,8};for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {System.out.println("nums is " + Arrays.toString(arrays[i]) +" , targetInput is " + targets[i] +" ,OutPut = " + searchInsert(arrays[i],targets[i]));}}

end

热身好了就正式手撕一个二分了:手撕一个二分排序算法2-深入Arrays.sort源码2

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