第一个错误的版本(查找分界点问题)
你是产品经理,目前正在带领一个团队开发新的产品。不幸的是,你的产品的最新版本没有通过质量检测。由于每个版本都是基于之前的版本开发的,所以错误的版本之后的所有版本都是错的。
假设你有 n 个版本 [1, 2, ..., n],你想找出导致之后所有版本出错的第一个错误的版本。
你可以通过调用 bool isBadVersion(version) 接口来判断版本号 version 是否在单元测试中出错。实现一个函数来查找第一个错误的版本。你应该尽量减少对调用 API 的次数。
示例 1:
输入:n = 5, bad = 4
输出:4
解释:
调用 isBadVersion(3) -> false
调用 isBadVersion(5) -> true
调用 isBadVersion(4) -> true
所以,4 是第一个错误的版本。
作者:力扣 (LeetCode)
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来源:力扣(LeetCode)
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对数组的搜索首先想到二分查找,不过这次的二分查找有些不同。查找的目标不是某个元素而是一个分界点,其左边为其他类型元素,右边是同类型元素。即aaabbb寻找第一个b。
于是,对查找的元素加上一些判断。代码如下:
public int firstBadVersion(int n) {
return biSearchBad(0, n);
}
public int biSearchBad(int begin, int end){
int mid = begin + ((-begin + end) / 2);
if(isBadVersion(mid)){
if(mid == 1){
return mid;
}
if(!isBadVersion(mid - 1)){
return mid;
}else{
return biSearchBad(begin, mid - 2);
}
}
if(!isBadVersion(mid)){
if(isBadVersion(mid + 1)){
return mid + 1;
}else{
return biSearchBad(mid + 2, end);
}
}
return -1;
}
代码写的有点笨拙,每次查找都要判断自己和左或右元素的特征。
其实可以想到,传统二分查找时,如果元素找不到上下界会相遇。那么,可不可以让两个指针相遇的位置正好是边界呢?
如果让右指针一直在右侧类型元素中向左移动,左指针一直在左侧类型元素中向右移动,最后的相遇位置就是两种元素的分界。
移动过程由mid代表的二分查找控制。
public int firstBadVersion(int n) {
int begin = 0;
int end = n;
while(begin < end){
int mid = begin + ((-begin + end) / 2);
if(!isBadVersion(mid)){
begin = mid + 1;
}else{
end = mid;
}
}
return begin;
}
代码非常简洁,可以看到代表左右边界的指针不断向中间移动,其中mid只要是左侧类型元素begin就会置为mid+1,+1意在寻找第一个右侧类型元素。而mid是右侧类型元素时只会让end置为mid,也就是说end指向的永远会是右侧类型元素
那么如何确定找到的是第一个右侧类型元素呢?如果begin指向了第一个右侧类型元素,那么作为左侧边界就不会在移动了,此时右侧边界end开始在右侧类型元素序列中左移直至与begin相遇。相遇即为找到正确结果。
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