C++ 二分查找算法怎么写_C++算法面试高频题解析

二分查找用于在有序数组中高效查找目标值,时间复杂度O(log n)。核心思想是每次缩小一半搜索区间,需满足数组有序且支持随机访问。标准写法使用闭区间[left, right],循环条件为left target)等函数,可简化实现。面试关键在于明确查找目标(任意位置或边界)、正确处理区间开闭与边界更新,防止死循环。掌握标准写法与两种边界变体,并熟悉STL函数,足以应对大多数面试题。

c++ 二分查找算法怎么写_c++算法面试高频题解析

二分查找是一种在有序数组中快速定位目标值的高效算法,时间复杂度为 O(log n),是 C++ 面试中最常考的基础算法之一。掌握其写法和边界处理技巧至关重要。

基本思路与适用条件

二分查找的核心思想是每次将搜索区间缩小一半:

数组必须是已排序的(默认升序)支持随机访问(数组或 vector)查找某个值是否存在、位置,或满足某种条件的边界

标准二分查找写法

查找目标值 target 的下标,若不存在返回 -1:

int binarySearch(vector& nums, int target) {    int left = 0;    int right = nums.size() - 1; // 注意:闭区间
while (left <= right) {    int mid = left + (right - left) / 2; // 防止溢出    if (nums[mid] == target) {        return mid;    } else if (nums[mid] < target) {        left = mid + 1;    } else {        right = mid - 1;    }}return -1;

}

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常见变体:查找左边界

当存在重复元素时,查找第一个等于 target 的位置:

int leftBound(vector& nums, int target) {    int left = 0;    int right = nums.size() - 1;    int result = -1;
while (left <= right) {    int mid = left + (right - left) / 2;    if (nums[mid] == target) {        result = mid;        right = mid - 1; // 继续向左找    } else if (nums[mid] < target) {        left = mid + 1;    } else {        right = mid - 1;    }}return result;

}

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常见变体:查找右边界

查找最后一个等于 target 的位置:

int rightBound(vector& nums, int target) {    int left = 0;    int right = nums.size() - 1;    int result = -1;
while (left <= right) {    int mid = left + (right - left) / 2;    if (nums[mid] == target) {        result = mid;        left = mid + 1; // 继续向右找    } else if (nums[mid] < target) {        left = mid + 1;    } else {        right = mid - 1;    }}return result;

}

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STL 中的二分查找函数

C++ 标准库提供了几个高效的二分查找函数,面试中可简要提及:

std::binary_search:判断元素是否存在std::lower_bound:返回第一个 ≥ target 的迭代器std::upper_bound:返回第一个 > target 的迭代器

例如:

vector nums = {1, 2, 2, 2, 3, 4};auto it = lower_bound(nums.begin(), nums.end(), 2);int index = it - nums.begin(); // 返回 1

面试注意事项

写二分查找时容易出错的地方:

循环条件是 left 还是 left ,取决于区间开闭mid 计算用 left + (right - left) / 2 避免整数溢出更新 left 和 right 时是否漏掉 ±1,防止死循环明确题目是要找“任意位置”还是“边界位置”

基本上就这些。掌握标准写法和两个边界变体,再熟悉 STL 函数,应对 C++ 面试中的二分查找题就足够了。关键是逻辑清晰,边界处理正确。

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