バイナリ検索の概要


ナビゲーションアルゴリズム
  • シーケンシャル・ナビゲーション:リスト内の特定のデータを検索するために、前からデータを個別にチェックする方法
  • バイナリ・ナビゲーション:ソート・リストの始点、終点、および中点を使用してナビゲーション範囲を半分に縮小し、
  • を使用してデータをナビゲートします.
    例:ソート・データのうち値が4の要素を10個検索します.
  • 始点=0(インデックス)、中点=4(インデックス、小数点削除)、終点=9(インデックス)
    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
  • の4が8未満を検索するには、8の左側のデータを表示するだけです.
    0 2 4 6 8 X X X X X
  • 始点=0(インデックス)、中点=1(インデックス、小数点削除)、終点=3(インデックス)
    0 2 4 6 X X X X X X
  • を検索する4は中間点2より大きいため、2の右側のデータを表示するだけでよい.
    0 2 4 6 X X X X X X
  • 始点=2(インデックス)、中点=2(インデックス、小数点削除)、終点=3(インデックス)
    X X 4 6 X X X X X X
  • のポイント位置の値は、検索する4と同じであるため、ナビゲーションを終了します.
    X X 4 6 X X X X X X
  • 時間の複雑さ
    各ステップ
  • のナビゲーション範囲が2に等しいため、lognに比例する.
  • はナビゲーション範囲を半分減らし、O(log N)を確保した.
  • 再帰関数の使用
    def binary_search(array, target, start, end):
    	if start > end: # semantic error
        	return None
        
        mid = (start + end) // 2
        
        # 찾은 경우 중간점 인덱스 반환
        if array[mid] == target:
        	return mid
        # 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 작은 경우 왼쪽 그룹으로
        elif array[mid] > target:
        	return binary_search(array, target, start, mid-1)
        # 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 큰 경우 오른쪽 그룹으로
        else:
        	return binary_search(array, target, mid+1, end)
    
    # n(원소의 개수)과 target(찾고자 하는 값)을 입력 받기
    n, target = list(map(int, input().split()))
    # array 입력받기
    array = list(map(int, input().split()))
    
    # 이진 탐색 수행결과 출력
    result = binary_search(array, target, 0, n-1)
    
    if result == None:
    	print("찾고자하는 원소가 존재하지 않습니다.")
    else:
    	print(result + 1)
    繰り返し文の使用
    def binary_search(array, target, start, end):
    	
    	while start <= end:
        	mid = (start + end) // 2
            
            # 찾은 경우 중간점 인덱스 반환
            if array[mid] == target:
                return mid
            # 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 작은 경우 왼쪽 그룹으로
            elif array[mid] > target:
                end = mid - 1
            # 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 큰 경우 오른쪽 그룹으로
            else:
                start = mid + 1
    	return None
        
    # n(원소의 개수)과 target(찾고자 하는 값)을 입력 받기
    n, target = list(map(int, input().split()))
    # array 입력받기
    array = list(map(int, input().split()))
    
    # 이진 탐색 수행결과 출력
    result = binary_search(array, target, 0, n-1)
    
    if result == None:
    	print("찾고자하는 원소가 존재하지 않습니다.")
    else:
    	print(result + 1)
    Pythonバイナリナビゲーションライブラリ
  • 対左(a,x):配列aにxを挿入する最も左側のインデックス
  • を返し、ソート順を維持します.
  • 対右(a,x):配列aにxを挿入する最も右のインデックス
  • を返し、ソート順を維持します.
    from bisect import bisect_left, bisect_right
    
    a = [1, 2, 4, 4, 8]
    x = 4
    
    print(bisect_left(a,x)) # 2
    print(bisect_right(a,x)) # 4
    たいぶんアプリケーション
    from bisect import bisect_left, bisect_right
    
    # 값이 [left_value, right_value]인 데이터의 개수를 반환하는 함수
    def count_by_range(a, left_value, right_value):
    	right_idx = bisect_right(a, right_value)
        left_idx = bisect_left(a, left_value)
        return right_idx - left_idx
        
    a = [1, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 8, 9]
    
    # 값이 4인 데이터 개수 출력
    print(count_by_range(a, 4, 4)) # 2
    print(count_by_range(a, -1, 3)) # 6
    
    パラメトリックメジャー
  • パラメータ探索は、最適化問題を決定問題(yesまたはno)に変換することによって解決される技術である.
  • 例えば、
  • 最適化問題は、特定の条件を満たす最適値を迅速に見つけることができる.
  • は、通常、符号化試験におけるパラメータ測定の問題をバイナリナビゲーションによって解決することができる.