
【计】 binary search
bisect; bisection
【计】 dichotomizing
【医】 bipartition
【计】 find; seek; seeking
对分查找(duì fēn chá zhǎo),英文对应术语为"Binary Search",是一种基于有序数据集的高效查找算法。其核心原理是通过不断将搜索范围对半分割,逐步缩小目标值的可能区域,直至定位到目标元素或确认其不存在。
从算法实现角度分析,对分查找需满足两个前置条件:1)数据集必须按升序或降序排列;2)元素支持随机访问。其时间复杂度为$O(log n)$,空间复杂度为$O(1)$,显著优于线性查找的$O(n)$复杂度。该算法在计算机科学领域被广泛应用于数据库索引、游戏开发中的碰撞检测等场景。
根据《算法导论》(Introduction to Algorithms)的经典定义,标准实现流程包含四个步骤:
在编程语言层面,Python官方文档建议使用bisect模块
实现该算法,而Java标准库则通过java.util.Arrays.binarySearch
提供优化实现。美国国家标准技术研究院(NIST)的算法手册特别强调,当处理超过10量级的数据时,对分查找相比线性搜索可提升至少20倍效率。
该算法的变体包括旋转数组查找、模糊值查找等进阶应用,这些改进方案被收录于ACM算法专题论文集中。在实际软件开发中,谷歌开发者指南建议优先考虑对分查找处理静态数据集,而动态数据集更适合结合二叉搜索树实现。
对分查找(又称二分查找)是一种针对有序序列的高效搜索算法,其核心思想是通过不断缩小搜索范围,快速定位目标值。以下是详细解释:
前提条件
数据必须有序(升序或降序),否则无法通过比较中间值确定下一步搜索方向。
操作步骤
数学表示
每次将区间缩小为原长度的一半,时间复杂度为$O(log n)$,远优于线性查找的 $O(n)$。
假设在有序数组 [2, 5, 8, 12, 16, 23, 38]
中查找 16
:
[0, 6]
,中间位置是 3,对应值 12
;12 < 16
,调整区间为右半部分 [4, 6]
;23
;23 > 16
,调整区间为左半部分 [4, 4]
;16
匹配目标,查找成功。若需进一步了解具体代码实现或边界条件处理,可参考算法教材或编程教程。
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