場景
??假設(shè)有這樣一個“猜數(shù)字”的游戲:裁判在1~100之間想一個數(shù)字,我們報數(shù)字來猜裁判心中所想的數(shù)字,裁判能提示我們所猜的這個數(shù)字是“大了”,“小了”,或者“猜對啦!”,直到裁判說“猜對啦”,這個游戲才算結(jié)束!
方案一
最直接的一個辦法就是,我們可以有序的從1報到100,代碼實現(xiàn)如下:
// 用隨機(jī)數(shù)來模擬裁判心中所想的數(shù)字(1~100)
let num = Math.floor(Math.random() * 100 + 1)
console.log(`裁判心中想的數(shù)字是${num}`)
// for循環(huán)模擬我們猜的過程
for(let i = 1; i <= 100; i++) {
if(i < num){
console.log('小了')
} else if(i === num){
console.log(`猜中啦!這個數(shù)字是${i}`)
console.log(`一共猜了${i}次`)
break
}
}
猜想
以上確實是不失為一種方案,但可以看出,這種方案最少需要猜測1次,最多需要猜測100次。想一想,有沒有一種方法,能夠讓我們盡可能少的猜測就能猜到這個數(shù)字。假如我們從中間開始猜,每次都能排除掉一半的數(shù)字,然后繼續(xù)在剩下的數(shù)字中取中間值,這樣又能排除掉一半......重復(fù)這個動作,直到找到正確的數(shù)字,這便是二分查找算法了。并且我們還有一個“大了”的條件我們還沒有用上,如果用這種方式,那么這個條件就能用上了。
方案二
每次我們從最中間的數(shù)開始猜,如果有小數(shù)點(1~100最中間的數(shù)是50.5)就進(jìn)行向下取整。
// 還是用隨機(jī)數(shù)來模擬裁判心中所想的數(shù)字(1~100)
let num = Math.floor(Math.random() * 100 + 1)
console.log(`裁判心中想的數(shù)字是${num}`)
// 定義(0~100)這個區(qū)間的小值lit,最大值big,和中間值mid,i用來記錄循環(huán)的次數(shù)
let lit = 0, big = 100, mid = Math.floor((lit + big) / 2), i = 0
// 只要范圍沒有縮小到只剩一個元素,就循環(huán)
while(lit <= big) {
i++
mid = Math.floor((lit + big) / 2)
// 如果中間值比num小,則把mid+1賦給lit
if(mid < num) {
console.log('小了')
lit = mid + 1
} else if(mid > num) { // 如果中間值比num大,則把mid-1賦給big
console.log('大了')
big = mid - 1
} else { // 如果相等,則打印mid和循環(huán)次數(shù),并跳出循環(huán)
console.log(`猜對啦!這個數(shù)字是${mid}`)
console.log(`一共猜了${i}次`)
break
}
}
結(jié)論
方案一,最多需要猜測100次,而方案二最多只需要7次,可見二分查找的效率比普通循環(huán)的要高很多。一般對于包含了n個元素的有序列表來說,二分查找最多只需要次就能找到。