Java二分查找算法与数组处理的应用实例

目录

• 1.特殊数组的特征值
• 题目描述
• 思路详解
• 代码与结果
• 2.在D天内送达包裹的能力
• 题目描述
• 思路详解
• 代码与结果
• 3.咒语和药水的成功对数
• 题目描述
• 思路详解
• 代码与结果
• 总结

1.特殊数组的特征值

题目描述

思路详解

看到本题，首先思考需要排序，然后查找，这里为了效率采用二分查找。

假设定义x=（left+riht）/ 2，每次查找到nums中第一个大于等于X的元素下标，判断大于等于X的个数与X的关系，进行分情况修改左右边界。

代码与结果

class Solution {
    public int specialArray(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        int n = nums.length;
        int left = 0, right = n;
        while (left <= right) {
            int x = (left + right) >> 1;
            int idx = binarySearch(nums, x); // nums中第一个大于等于x的元素位置
            if (x == n - idx) {
                return x;
            } else if (x < n - idx) { // 大于等于x的元素太多了，所以下一轮搜索要增大x的取值范围
                left = x + 1;
            } else { // 反之，减少x的取值范围
                right = x - 1;
            }
        }
        return -1;
    }
    private static int binarySearch(int[] nums, int x) {
        int left = 0, right = nums.length - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = (left + right) >> 1;
            int val = nums[mid];
            if (val >= x) {
                right = mid - 1;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        }
        return left;
    }
}

2.在D天内送达包裹的能力

题目描述

思路详解

假设当船的运载能力为 x 时，我们可以在days 天内运送完所有包裹，那么只要运载能力大于 x，我们同样可以在 days 天内运送完所有包裹：我们只需要使用运载能力为 x时的运送方法即可。

由于必须按照数组weights 中包裹的顺序进行运送，因此我们从数组 weights 的首元素开始遍历，将连续的包裹都安排在同一天进行运送。当这批包裹的重量大于运载能力 x 时，我们就需要将最后一个包裹拿出来，安排在新的一天，并继续往下遍历。当我们遍历完整个数组后，就得到了最少需要运送的天数。

代码与结果

class Solution {
    public int shipWithinDays(int[] weights, int days) {
        // 确定二分查找左右边界
        int left = Arrays.stream(weights).max().getAsInt(), right = Arrays.stream(weights).sum();
        while (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            // need 为需要运送的天数
            // cur 为当前这一天已经运送的包裹重量之和
            int need = 1, cur = 0;
            for (int weight : weights) {
                if (cur + weight > mid) {
                    ++need;
                    cur = 0;
                }
                cur += weight;
            }
            if (need <= days) {
                right = mid;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        }
        return left;
    }
}

3.咒语和药水的成功对数

题目描述

思路详解

本题采用二分查找的方法进行解题。

首先我们对药水的数组进行排序，其次我们遍历咒术数组，利用二分查找的思想在药水数组中查找，与成功值最接近的数值，存入到答案数组中。

有个小细节，判断时候1l * power * potions[mid] < success 这样做是为了把数字转化为long型，避免错误哦。

代码与结果

class Solution {
    public int[] successfulPairs(int[] spells, int[] potions, long success) {
        int[] ans = new int[spells.length];
        Arrays.sort(potions);
        for (int i = 0; i < spells.length; i++) {
            int power = spells[i];
            int left = 0;
            int right = potions.length - 1;
            while (left <= right) {
                int mid = left + (right - left) / 2;
                if (1l * power * potions[mid] < success) {
                    left = mid + 1;
                } else {
                    right = mid - 1;
                }
            }
            ans[i] = potions.length - left;
        }
        return ans;
    }
}

总结

今天主要集中在二分查找的应用，希望小伙伴通过今天的习题可以体验到二分查找的好处，可以更加熟练的应用哦！！！！

到此这篇关于Java二分查找算法与数组处理的应用实例的文章就介绍到这了,更多相关Java二分查找与数组内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！