除了正常的二分查找,还有很多二分查找的变形版本
符合标准的二分查找条件的序列一般是比较理想的情况,如果要查找的元素在序列中有多个怎么办?
在一个给定排序序列中查找第一个等于给定值的元素
其实关键节点就在于在序列中找到值等于待查找元素值时的处理
如果此时 $mid 位置已经到了序列的最左边,不能再往左了,或者序列中索引小于 $mid 的上一个元素值不等于待查找元素值,那么此时 $mid 就是第一个等于待查找元素值的位置,否则还要继续往前找
<?php
/**
* 二分查找变形版:查找第一个值等于给定值的元素(数组中包含重复数据)
*/
function binary_search($nums, $num)
{
if (count($nums) <= 1) return 0;
return binary_search_internal($nums, $num, 0, count($nums) - 1);
}
function binary_search_internal($nums, $num, $low, $high)
{
if ($low > $high) return -1;
$mid = floor(($low + $high) / 2);
if ($num < $nums[$mid]) {
return binary_search_internal($nums, $num, $low, $mid - 1);
} elseif ($num > $nums[$mid]) {
return binary_search_internal($nums, $num, $mid + 1, $high);
} else {
if ($mid == 0 || $nums[$mid-1] != $num) {
return $mid;
} else {
return binary_search_internal($nums, $num, $low, $mid - 1);
}
}
}
$nums = [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6];
$index = binary_search($nums, 3);
print $index;
既然有第一个等于给定值的查询,自然就有最后一个等于给定值的查询
这就是二分查找的第二个变形版本:在给定已排序序列中查找最后一个等于给定值的元素
实现逻辑和上面类似,只需要改动 $num == $nums[$mid] 时的处理逻辑
只是这时的条件变成了 $mid 位置到了序列的最右边,不能再往后了,或者索引大于 $mid 的后一个元素值不等于带查找元素,才返回 $mid,否则,还要继续往后找
<?php
/**
* 二分查找变形版:查找最后一个值等于给定值的元素(数组中包含重复数据)
*/
function binary_search($nums, $num)
{
if (count($nums) <= 1) return 0;
return binary_search_internal($nums, $num, 0, count($nums) - 1);
}
function binary_search_internal($nums, $num, $low, $high)
{
if ($low > $high) return -1;
$mid = floor(($low + $high) / 2);
if ($num < $nums[$mid]) {
return binary_search_internal($nums, $num, $low, $mid - 1);
} elseif ($num > $nums[$mid]) {
return binary_search_internal($nums, $num, $mid + 1, $high);
} else {
if ($mid == count($nums) - 1 || $nums[$mid + 1] != $num) {
return $mid;
} else {
return binary_search_internal($nums, $num, $mid + 1, $high);
}
}
}
$nums = [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6];
$index = binary_search($nums, 3);
print $index;