一尘不染

二进制搜索以在旋转的排序列表中找到旋转点

algorithm

我有一个旋转的排序列表,想对该列表进行二进制搜索以找到最小元素。

假设初始列表为{1,2,3,4,5,6,7,8}旋转列表可以像{5,6,7,8,1,2,3,4}

在这种情况下,普通的二进制搜索不起作用。任何想法如何做到这一点。

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我有另一个条件。如果列表未排序怎么办?


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2020-07-28

共1个答案

一尘不染

您只需要对二进制搜索算法进行一点修改;这是完整的可运行Java中的解决方案(有关Delphi实现的信息。

import java.util.*;
public class BinarySearch {
    static int findMinimum(Integer[] arr) {
        int low = 0;
        int high = arr.length - 1;
        while (arr[low] > arr[high]) {
            int mid = (low + high) >>> 1;
            if (arr[mid] > arr[high]) {
                low = mid + 1;
            } else {
                high = mid;
            }
        }
        return low;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
        // must be in sorted order, allowing rotation, and contain no duplicates

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(Arrays.toString(arr));
            int minIndex = findMinimum(arr);
            System.out.println(" Min is " + arr[minIndex] + " at " + minIndex);
            Collections.rotate(Arrays.asList(arr), 1);
        }
    }
}

打印:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] Min is 1 at 0
[7, 1, 2, 3, 4, 5, 6] Min is 1 at 1
[6, 7, 1, 2, 3, 4, 5] Min is 1 at 2
[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4] Min is 1 at 3
[4, 5, 6, 7, 1, 2, 3] Min is 1 at 4
[3, 4, 5, 6, 7, 1, 2] Min is 1 at 5
[2, 3, 4, 5, 6, 7, 1] Min is 1 at 6

重复

请注意,重复项使得无法在中执行此操作O(log N)。考虑下面的位数组,其中包含many 1和一个0

  (sorted)
  01111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
  ^

  (rotated)
  11111111111111111111111111111111111111111111101111111111111111111
                                               ^

  (rotated)
  11111111111111101111111111111111111111111111111111111111111111111
                 ^

可以按某种方式旋转此数组N,并且无法定位0in O(log N),因为无法分辨它是在“中间”的左侧还是右侧。


我有另一个条件。如果列表未排序怎么办?

然后,除非您要先对其进行排序并从那里开始,否则必须进行线性搜索以找到最小值。

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2020-07-28