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二分查找是向下取整还是向上取整

二分查找,也称为折半查找,是一种高效的查找算法,用于在有序数组中查找某个元素的位置。在二分查找中,需要确定待查找元素与数组中间元素的大小关系,从而缩小查找范围。此时一个关键问题就是,中间位置下标如何确定。在二分查找中,有两种下标取整方式,一种是向上取整,一种是向下取整。那么,二分查找到底是向上取整还是向下取整?

一、向下取整法

向下取整法是指当中间位置下标有小数时,向下取整为整数后作为新的中间位置下标。例如,在数组下标范围为[0, n-1]的情况下,中间位置下标为(0+7)/2=3.5,向下取整后为中间位置下标为3。对于奇数长度的数组,向下取整后得到的中间位置下标为整数;对于长度为偶数的数组,则为靠左的那个位置。

二、向上取整法

向上取整法是指当中间位置下标有小数时,向上取整为整数后作为新的中间位置下标。例如,在数组下标范围为[0, n-1]的情况下,中间位置下标为(0+7)/2=3.5,向上取整后为中间位置下标为4。同样的,在奇数长度的数组和偶数长度的数组中,向上取整后的中间位置下标也分别不同。

三、向下取整法和向上取整法的异同

(1)优劣性

向上取整法和向下取整法在查找元素时的复杂度均为O(logn),因此它们的优劣性并不体现在时间复杂度方面。而对于空间复杂度,向下取整法使用的变量更少,因此占用的内存更少。从这个角度看,向下取整法稍微更优秀。

(2)实际应用情景

实际应用中,向下取整法更加常用。这是因为大多数定位问题指定的数组下标从0开始,向下取整法的中间位置下标更接近实际情况,同时更容易被理解和处理。而当要求查找的元素恰好是中间位置元素时,向下取整和向上取整均可以实现。但对于其他情况,向下取整法比向上取整法更能保证查找的正确性。

四、结论

在二分查找中,向下取整法和向上取整法均可实现,但综合来看,向下取整法有着更好的适用性和优劣性。此外,在实际应用中,向下取整法更普遍。因此,在使用二分查找时,我们可以采用向下取整法来确定中间位置下标,以保证查找的正确性。

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