用 Java 构建旋转排序数组搜索：了解枢轴搜索和二分搜索

php中文网 2024-10-15 12:28:24

什么是旋转排序数组？

考虑一个排序数组，例如：

[1, 2, 3, 4, 5, 6]

现在，如果这个数组在某个枢轴处旋转，比如在索引 3 处，它将变成：

[4, 5, 6, 1, 2, 3]

请注意，数组仍然是排序的，但它被分为两部分。我们的目标是有效地在此类数组中搜索目标值。

搜索策略

要在旋转排序数组中搜索，我们需要：

找到枢轴：枢轴是数组从较大值过渡到较小值的点。
二分查找：一旦找到主元，我们就可以在数组的相应一半上使用二分查找。

分步代码解释

class Solution {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {4, 5, 6, 1, 2, 3}; // Example of rotated sorted array
        int target = 5;

        // Searching for the target
        int result = search(arr, target);

        // Displaying the result
        System.out.println("Index of target: " + result);
    }

    // Main search function to find the target in a rotated sorted array
    public static int search(int[] nums, int target) {
        // Step 1: Find the pivot
        int pivot = searchPivot(nums);

        // Step 2: If no pivot, perform regular binary search
        if (pivot == -1) {
            return binarySearch(nums, target, 0, nums.length - 1);
        }

        // Step 3: If the target is at the pivot, return the pivot index
        if (nums[pivot] == target) {
            return pivot;
        }

        // Step 4: Decide which half of the array to search
        if (target &gt;= nums[0]) {
            return binarySearch(nums, target, 0, pivot - 1); // Search left side
        } else {
            return binarySearch(nums, target, pivot + 1, nums.length - 1); // Search right side
        }
    }

    // Binary search helper function
    static int binarySearch(int[] arr, int target, int start, int end) {
        while (start  arr[mid + 1]) {
                return mid;
            }

            // Check if the pivot is before the mid
            if (mid &gt; start &amp;&amp; arr[mid] 




<hr><h3>
  
  
  守则解释
</h3>

<ol>
<li>
<p><strong>搜索()</strong>:</p>

<ul>
<li>该函数负责在旋转排序数组中搜索目标。</li>
<li>首先，我们使用 searchpivot() 函数找到 <strong>枢轴</strong>。</li>
<li>根据主元的位置，我们决定使用二分搜索来搜索数组的哪一半。</li>
</ul>
</li>
<li>
<p><strong>binarysearch()</strong>:</p>
<p><span>立即学习</span>“<a href="https://pan.quark.cn/s/c1c2c2ed740f" style="text-decoration: underline !important; color: blue; font-weight: bolder;" rel="nofollow" target="_blank">Java免费学习笔记（深入）</a>”；</p>

<ul>
<li>标准二分搜索算法，用于在排序的子数组中查找目标。</li>
<li>我们定义开始和结束索引并逐渐缩小搜索空间。</li>
</ul>
</li>
<li>
<p><strong>searchpivot()</strong>:</p>

<ul>
<li>此函数标识枢轴点（数组旋转的位置）。</li>
<li>主元是排序顺序被“破坏”的索引（即数组从较高值变为较低值）。</li>
<li>如果没有找到主元，则说明数组没有旋转，我们可以进行常规的二分查找。</li>
</ul>
</li>
</ol><hr><h3>
  
  
  算法如何工作
</h3>

<p>对于像 [4, 5, 6, 1, 2, 3] 这样的数组：</p>