Java二分查找算法——第一个错误的版本

发布于:2022-12-14 ⋅ 阅读:(266) ⋅ 点赞:(0)

你是产品经理,目前正在带领一个团队开发新的产品。不幸的是,你的产品的最新版本没有通过质量检测。由于每个版本都是基于之前的版本开发的,所以错误的版本之后的所有版本都是错的。

假设你有 n 个版本 [1, 2, ..., n],你想找出导致之后所有版本出错的第一个错误的版本。

你可以通过调用 bool isBadVersion(version) 接口来判断版本号 version 是否在单元测试中出错。实现一个函数来查找第一个错误的版本。你应该尽量减少对调用 API 的次数。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/first-bad-version

        由于此题强调尽量减少对调用 API 的次数,因此选择二分查找最为合适。

二分查找简介

        二分查找也称折半查找,它是一种效率较高的查找方法,要求查找的线性表必须采用顺序存储结构,而且表中元素按关键字有序排列。

二分查找的思路分析

        首先,假设表中元素是按升序排列,将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较,如果两者相等,则查找成功;否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表,如果中间位置记录的关键字大于查找关键字,则进一步查找前一子表,否则进一步查找后一子表。重复以上过程,直到找到满足条件的记录,使查找成功,或直到子表不存在为止,此时查找不成功。

题目思路分析

        假设绿的为合格,红的为不合格

1、获取数据的两头,分别记为 left 和 right。

2、确定该数组中间的下标

mid = (left + right) / 2;

 3、判断 mid 所指向的数是否合格。若合格,则折半查找后一子表;若不合格,则查找前一子表。

  此操作说明第一个错误的版本只会在 left 和 right 之间。

4、当 left == right 时,说明已找到第一个错误的版本,返回mid即可。

代码演示 

public class Text {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(firstBadVersion2(5));
    }
    public static int firstBadVersion(int n) {
        int left = 1;
        int right = n;
        while (left < right){
            int mid = left+(right-left)/2;
            if(!isBadVersion(mid)){
                left = mid + 1;
            }else if(isBadVersion(mid)){
                right = mid;
            }
        }
        return left;
    }
}

注意:

        由于left和right都是signed int类型,最多表示到2^31 - 1,如果left=1, right = 2^31-1. 那么left+right就等于2^31,那么就会超出signed int的上界2^31-1的限制,发生数据溢出。

因此一般将(left + right) / 2 写成 left+(right-left) / 2

        这样做实际上限制了相加的两个数字的大小,不会造成溢出。

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