【数据结构与算法之美】二分查找(下):如何快速定位IP对应的省份地址?

时间:2022-11-14 21:58:33


一、四种常见的二分查找变形问题

1.查找第一个值等于给定值的元素
2.查找最后一个值等于给定值的元素
3.查找第一个大于等于给定值的元素
4.查找最后一个小于等于给定值的元素

二、适用性分析

1.凡事能用二分查找解决的,绝大部分我们更倾向于用散列表或者二叉查找树,即便二分查找在内存上更节省,但是毕竟内存如此紧缺的情况并不多。
2.求“值等于给定值”的二分查找确实不怎么用到,二分查找更适合用在”近似“查找问题上。比如上面讲几种变体。

三、课后思考

1.如何快速定位出一个IP地址的归属地?
[202.102.133.0, 202.102.133.255] 山东东营市 
[202.102.135.0, 202.102.136.255] 山东烟台 
[202.102.156.34, 202.102.157.255] 山东青岛 
[202.102.48.0, 202.102.48.255] 江苏宿迁 
[202.102.49.15, 202.102.51.251] 江苏泰州 
[202.102.56.0, 202.102.56.255] 江苏连云港
假设我们有 12 万条这样的 IP 区间与归属地的对应关系,如何快速定位出一个IP地址的归属地呢?

解答:查询某个 IP 归属地时,我们可以先通过二分查找,找到最后一个起始 IP 小于等于这个 IP 的 IP 区间,然后,检查这个 IP 是否在这个 IP 区间内,如果在,我们就取出对应的归属地显示;如果不在,就返回未查找到

2.如果有一个有序循环数组,比如4,5,6,1,2,3。针对这种情况,如何实现一个求“值等于给定值”的二分查找算法?

解答:此题为leetcode33题,简单思路:

  • 找到旋转的下标 ​​rotation_index​​ ,也就是数组中最小的元素。二分查找在这里可以派上用场。
  • 在选中的数组区域中再次使用二分查找

其它方法见:​​leetcode33​