整数二分

思路及其作用

整数二分就是在一个数组中, 不断取其中间值,改变左右边界,使左右边界重合,从而取出满足预期结果。

使用二分得前提就是必须这个数组具有二义性(也就是由某一个数分开, 左面全部满足条件,而右面全部不满足,这种情况下就可以用二分来求解满足条件得值,作用就是在nlogn得复杂度情况下求解,对程序进行优化。


数的范围

给定一个按照升序排列的长度为 n 的整数数组,以及 q 个查询。

对于每个查询,返回一个元素 k 的起始位置和终止位置(位置从 0 开始计数)。

如果数组中不存在该元素,则返回 -1 -1

输入格式

第一行包含整数 n 和 q,表示数组长度和询问个数。

第二行包含 n 个整数(均在 1∼100001∼10000 范围内),表示完整数组。

接下来 q行,每行包含一个整数 k,表示一个询问元素。

输出格式

共 q 行,每行包含两个整数,表示所求元素的起始位置和终止位置。

如果数组中不存在该元素,则返回 -1 -1

数据范围

1≤n≤100000 1≤q≤10000 1≤k≤10000

输入样例:

6 3
1 2 2 3 3 4
3
4
5

输出样例:

3 4
5 5
-1 -1
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>

using namespace std;

int q[100010];

int main()
{
    int n, m;
    cin >> n >> m;
    for (int i = 0; i < n; i ++ ) cin >> q[i];
    while (m -- )
    {
        int x;
        cin >> x;
        int l = 0, r = n - 1;
        while(l < r)
        {
            int mid = l + r >> 1;
            if(q[mid] >= x) r = mid;
            else l = mid + 1;
        }
            /* 模板1:区间[l, r]被划分成[l, mid]和[mid + 1, r]时使用
            也就是mid条件满足,mid的值该划分到那个区间
            求最左面的满足k的值,不满足条件l不符合所以mid + 1
            */
        if(q[l] != x) cout << "-1 -1" << endl;
        else{
            cout << l <<' ';
            int l = 0, r = n - 1;
            while(l < r)
            {
                int mid = l + r + 1 >> 1;
                if(q[mid] <= x) l = mid;
                else r = mid - 1;
            }
                /*模板2:区间[l, r]被划分成[l, mid - 1]和[mid, r]时使用
                求右面满足k的值,不满足条件r不符合所以mid - 1;
                这里的mid与之前由细微的区别需要加1,我的理解是向上取整防止出现负数的情况
                */
            cout << l <<endl;
        }
    }
    return 0;
}

浮点数二分

思路及其作用

取其一半,且没有边界问题,唯一需要的是一般情况下,误差小于1e-8时就可以认为两浮点数相等(这还是还是很常见且需要的,浮点数不可以用等号判断相等

数的三次方根

给定一个浮点数 n,求它的三次方根。

输入格式

共一行,包含一个浮点数 n。

输出格式

共一行,包含一个浮点数,表示问题的解。

注意,结果保留 66 位小数。

数据范围

−10000≤n≤10000−10000≤n≤10000

输入样例:

1000.00

输出样例:

10.000000
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    double x;
    cin >> x;
    double l = -100, r = 100;
    while(r - l >= 1e-8)
    {
        double mid = (l + r) / 2;
        if(mid * mid * mid >= x) r = mid;
        else l = mid;
    }
    printf("%.6lf", l);
    return 0;
}

习题

P2249 【深基13.例1】查找 – 洛谷 | 计算机科学教育新生态 (luogu.com.cn)

704. 二分查找 – 力扣(LeetCode)

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