寻找二分查找失败的案例

Question

我正在尝试解决一个非常有趣的编程挑战，但我有点不知道为什么我的代码会失败。这里是：

写一个函数，给定一个列表和一个目标总和，返回 总和等于的任何两个不同元素的从零开始的索引 目标总和。如果没有这样的元素，函数应该 返回空值。 例如， findTwoSum(new int[] { 1, 3, 5, 7, 9 }, 12) 应该返回以下任何索引元组：

1, 4 (3 + 9 = 12)
2, 3 (5 + 7 = 12)
3, 2 (7 + 5 = 12)
4, 1 (9 + 3 = 12)

应该很简单吧？所以这是我的功能：

public static int[] findTwoSum(int[] list, int sum) {
        int[] indices = null;
        for(int i = 0; i < list.length; i++) {
            int currentNum = list[i];
            int findNum = sum - currentNum;
            int length = list.length;
            int min = i;
            int max = length-1;
                        
            while(max >= min) {
                int guess = (max+min)/2;
                          
                if(list[guess] == findNum) {
                  return new int[] {i,guess};
                } 
                
                if(list[guess] < findNum) {
                    min = guess + 1;
                }
                
                if(list[guess] > findNum) {
                    max = guess - 1;
                }
            }
            
        }
       
        
        return indices;
    }

代码非常简单，对于数组中的每个元素，它会尝试使用二进制搜索找到另一个元素，以便它们的总和等于提供的sum。我已经测试了这段代码，但我找不到失败的场景，假设提供的数组已排序。但是，当我在 TestDome 上运行此代码时，最后一种情况失败了，这是某种错误的解决方案。有人能指出这种方法有什么问题吗？

Answer 1

代码假定列表已排序。问题陈述没有说明元素的顺序，所以需要自己对数组进行排序。由于需要索引，因此需要对值和索引对进行排序。

更快的方法是将数据放入包含计数和原始索引的哈希映射中，并检查列表中每个n 是否存在Target - n。当Target 等于2*n 时，您需要对特殊情况进行计数。

Answer 2

根据作者关于初始列表排序顺序的问题和澄清，似乎初始列表没有排序。所以需要对列表进行排序，原始索引需要单独存储在另一个列表中。

在对数组进行排序并记下原始索引之后，假设arr[] 包含排序列表，indices[] 包含arr[] 中相应元素的原始索引。简单来说，indices[i] 给出了元素 arr[i] 的原始索引。

现在您可以按照 2-SUM 算法来查找配对：

• 初始化两个索引变量以找到候选 排序数组中的元素。

  • 首先初始化最左边的索引：l = 0
  • 初始化第二个最右边的索引：r = ar_size-1

• 循环当 l

  • 如果 (arr[l] + arr[r] == sum) 则返回 pair(indices[l],indices[r])
  • 否则 if( arr[l] + arr[r]
  • 否则--
• 整个数组中没有候选人 - 返回NULL

您也可以使用二进制搜索技术代替 2-SUM 过程。

希望对你有帮助！！

Answer 3

试试这个解决方案。它对数组进行排序并使用二进制搜索来定位第二个元素，该元素必须是 sum - n。

如果找到匹配对，则在原始数组中查找，以确定原始索引：

public static int[] findTwoSum(int[] list, int sum) {
    int len = list.length;
    int[] sortedList= Arrays.copyOf(list, len);
    Arrays.sort(sortedList);
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        int m = list[i];
        int j = Arrays.binarySearch(sortedList, sum - m);
        if (j >= 0 && i != j)
            return new int[] { i, findIndex(list, sortedList[j]) };
    }
    return null;
}

public static int findIndex(int[] list, int m) {
    int len = list.length;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if (list[i] == m)
            return i;
    }
    return -1;
}