704. 二分查找

1、题目链接

https://leetcode.cn/problems/binary-search/description/

2、题目描述

704、 二分查找
给定一个 n 个元素有序的（升序）整型数组 nums 和一个目标值 target ，写一个函数搜索 nums 中的 target，如果目标值存在返回下标，否则返回 -1。
示例 1:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9
输出: 4
解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4
示例 2:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2
输出: -1
解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1
提示：
你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。
n 将在 [1, 10000]之间。
nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。

3、题解

二分查找算法详解与实现

解题步骤

1. 初始化边界：设定两个指针left和right，分别指向数组的起始位置和结束位置。
2. 循环条件：当left小于等于right时，继续搜索。否则，返回-1表示未找到目标值。
3. 计算中间点：取left和right的中间值mid，防止溢出可以使用mid = left + (right - left) / 2。
4. 比较中间点与目标值：
   • 如果nums[mid]等于目标值target，返回当前mid作为结果。
   • 如果nums[mid]小于目标值，说明目标值在右半部分，更新left为mid + 1。
   • 如果nums[mid]大于目标值，说明目标值在左半部分，更新right为mid - 1。
5. 返回结果：如果循环结束仍未找到目标值，则返回-1。

实现代码

Java

public int search(int[] nums, int target) {
    int left = 0, right = nums.length - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        if (nums[mid] == target) return mid;
        else if (nums[mid] < target) left = mid + 1;
        else right = mid - 1;
    }
    return -1;
}

Python

def search(nums, target):
    left, right = 0, len(nums) - 1
    while left <= right:
        mid = left + (right - left) // 2
        if nums[mid] == target:
            return mid
        elif nums[mid] < target:
            left = mid + 1
        else:
            right = mid - 1
    return -1

Go

func search(nums []int, target int) int {
    left, right := 0, len(nums) - 1
    for left <= right {
        mid := left + (right - left) / 2
        if nums[mid] == target {
            return mid
        } else if nums[mid] < target {
            left = mid + 1
        } else {
            right = mid - 1
        }
    }
    return -1
}

JavaScript

function search(nums, target) {
    let left = 0, right = nums.length - 1;
    while (left <= right) {
        const mid = Math.floor(left + (right - left) / 2);
        if (nums[mid] === target) return mid;
        else if (nums[mid] < target) left = mid + 1;
        else right = mid - 1;
    }
    return -1;
}