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synced 2026-08-16 05:30:59 +00:00
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This commit is contained in:
@@ -279,6 +279,32 @@ comments: true
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}
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=== "Dart"
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```dart title="binary_search.dart"
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/* 二分查找(双闭区间) */
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int binarySearch(List<int> nums, int target) {
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// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
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int i = 0, j = nums.length - 1;
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// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
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while (i <= j) {
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int m = i + (j - i) ~/ 2; // 计算中点索引 m
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if (nums[m] < target) {
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// 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
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i = m + 1;
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} else if (nums[m] > target) {
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// 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
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j = m - 1;
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} else {
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// 找到目标元素,返回其索引
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return m;
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}
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}
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// 未找到目标元素,返回 -1
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return -1;
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}
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```
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时间复杂度为 $O(\log n)$ 。每轮缩小一半区间,因此二分循环次数为 $\log_2 n$ 。
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空间复杂度为 $O(1)$ 。指针 `i` , `j` 使用常数大小空间。
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@@ -520,6 +546,32 @@ comments: true
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}
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```
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=== "Dart"
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```dart title="binary_search.dart"
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/* 二分查找(左闭右开区间) */
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int binarySearchLCRO(List<int> nums, int target) {
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// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
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int i = 0, j = nums.length;
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// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
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while (i < j) {
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int m = i + (j - i) ~/ 2; // 计算中点索引 m
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if (nums[m] < target) {
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// 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
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i = m + 1;
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} else if (nums[m] > target) {
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// 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
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j = m;
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} else {
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// 找到目标元素,返回其索引
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return m;
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}
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}
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// 未找到目标元素,返回 -1
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return -1;
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}
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如下图所示,在两种区间表示下,二分查找算法的初始化、循环条件和缩小区间操作皆有所不同。
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在“双闭区间”表示法中,由于左右边界都被定义为闭区间,因此指针 $i$ 和 $j$ 缩小区间操作也是对称的。这样更不容易出错。因此,**我们通常采用“双闭区间”的写法**。
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@@ -218,6 +218,12 @@ comments: true
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[class]{}-[func]{binarySearchLeftEdge}
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=== "Dart"
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```dart title="binary_search_edge.dart"
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[class]{}-[func]{binarySearchLeftEdge}
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```
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## 10.2.3. 查找右边界
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类似地,我们也可以二分查找最右边的 `target` 。当 `nums[m] == target` 时,说明大于 `target` 的元素在区间 $[m + 1, j]$ 中,因此执行 `i = m + 1` ,**使得指针 $i$ 向大于 `target` 的元素靠近**。
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@@ -384,6 +390,12 @@ comments: true
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[class]{}-[func]{binarySearchRightEdge}
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=== "Dart"
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```dart title="binary_search_edge.dart"
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[class]{}-[func]{binarySearchRightEdge}
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```
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观察下图,搜索最右边元素时指针 $j$ 的作用与搜索最左边元素时指针 $i$ 的作用一致,反之亦然。也就是说,**搜索最左边元素和最右边元素的实现是镜像对称的**。
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@@ -193,6 +193,21 @@ comments: true
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}
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```
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=== "Dart"
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```dart title="two_sum.dart"
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/* 方法一: 暴力枚举 */
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List<int> twoSumBruteForce(List<int> nums, int target) {
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int size = nums.length;
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for (var i = 0; i < size - 1; i++) {
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for (var j = i + 1; j < size; j++) {
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if (nums[i] + nums[j] == target) return [i, j];
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}
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}
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return [0];
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}
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此方法的时间复杂度为 $O(n^2)$ ,空间复杂度为 $O(1)$ ,在大数据量下非常耗时。
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## 10.3.2. 哈希查找:以空间换时间
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@@ -430,6 +445,23 @@ comments: true
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}
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=== "Dart"
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```dart title="two_sum.dart"
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/* 方法二: 辅助哈希表 */
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List<int> twoSumHashTable(List<int> nums, int target) {
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int size = nums.length;
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Map<int, int> dic = HashMap();
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for (var i = 0; i < size; i++) {
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if (dic.containsKey(target - nums[i])) {
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return [dic[target - nums[i]]!, i];
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}
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dic.putIfAbsent(nums[i], () => i);
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}
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return [0];
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}
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此方法通过哈希查找将时间复杂度从 $O(n^2)$ 降低至 $O(n)$ ,大幅提升运行效率。
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由于需要维护一个额外的哈希表,因此空间复杂度为 $O(n)$ 。**尽管如此,该方法的整体时空效率更为均衡,因此它是本题的最优解法**。
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