二分搜尋

二分搜尋

中等

簡介

你偶然遇上了一群既是數學家、也是創作歌手的人。 他們為每一個自己喜歡的數字寫了一首歌,而你可以想見,他們喜歡的數字還真不少(例如 0、73 或 6174)。

你很想知道自己最喜歡的數字是哪一首歌,但歌這麼多,要找到正確的那一首可得花上一段時間。 幸好,他們把歌曲整理成一份依標題排序的播放清單,而標題就是歌曲所描寫的那個數字。

你發現,只要用二分搜尋演算法,就能依標題快速找到想聽的那首歌。

說明

你的任務是實作二分搜尋演算法。

二分搜尋演算法會反覆把陣列切成兩半,只留下包含我們要找的項目的那一半,藉此在陣列中找到項目。 它可以讓我們快速縮小項目可能出現的位置,直到找到它,或是排除所有可能的位置。

Caution

二分搜尋只有在陣列已經排序過時才能運作。

這個演算法的流程如下:

  • 找出_已排序_陣列中間的元素,並拿它和我們要找的項目比較。
  • 如果中間的元素就是我們要找的項目,那就完成了!
  • 如果中間的元素比我們的項目大,就可以排除那個元素以及它之後的所有元素。
  • 如果中間的元素比我們的項目小,就可以排除那個元素以及它之前的所有元素。
  • 如果陣列中的每個元素都被排除了,就代表這個項目不在陣列裡。
  • 否則,就對陣列中還沒被排除的部分重複同樣的流程。

來看一個例子:

假設我們要在下面這個已排序的陣列中尋找數字 23:[4, 8, 12, 16, 23, 28, 32]。

  • 我們先拿 23 和陣列中間的元素 16 比較。
  • 因為 23 大於 16,我們可以排除陣列的左半部,剩下 [23, 28, 32]。
  • 接著,我們拿 23 和新的中間元素 28 比較。
  • 因為 23 小於 28,我們可以排除陣列的右半部:[23]。
  • 我們找到目標項目了。

出處

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