大家知道“猜数字”这个游戏吗?顾名思义就是一个人想一个数字,另一个人猜。这个游戏简单又有趣,小编小时候很喜欢玩。
游戏开始了!小伙伴从1~100中任选一个数字记在心里让我猜,我每猜一个数字,他只能说小了、大了或对了。直到我猜到数字,游戏结束。
那时的我比较笨,总是从1开始依次往上猜……
长大之后的一次偶然的机会,我看到了一本书叫《算法图解》。这本书上竟然提到了小时候我玩的“猜数字”游戏,我才了解到,这个游戏不是最终猜到这个数字就算赢,而是又快又准确地猜到数字,那才是高手!那如何快速准确地猜到数字呢?书中告诉了我们“猜数字”游戏快速胜出的小窍门,让我大呼神奇,茅塞顿开。
首先从50开始猜。
小了,但我们可以排除一半的数字!1~50都小了。接下来,猜75。
大了,那余下的数字又排除了一半!75~100都可以排除。接下来,猜63(50和75中间的数字)。
大了,但又可以排除一半数字!可以从51~62中选了!
接下来,猜57(50和63中间的数字)。对了!
书中说到,这种猜测方式其实就是算法的二分查找。没想到小小的游戏也用到了算法。使用这种方法每次都能排除一半的数字。不管定数字的人心里想的是哪个数字,在7次之内都能猜到。
二分查找这么厉害,那下面我们再来看看如何编写执行二分查找的Python代码吧!这里的代码示例使用了数组。可将一系列元素存储在一系列相邻的桶(bucket),即数组中。这些桶从0开始编号:第一个桶的位置为#0,第二个桶为#1,第三个桶为#2,以此类推。
函数binary_search接受一个有序数组和一个元素。如果指定的元素包含在数组中,这个函数将返回其位置。我们将跟踪要在其中查找的数组部分——开始时为整个数组。
我们每次都检查中间的元素。
如果猜的数字小了,就相应地修改low。
如果猜的数字大了,就修改high。完整的代码如下。
有些算法学习者可能有过这样的经历,学习算法初期看了几本大块头的经典算法巨著,但是看过就忘,对二分查找、大O表示法、递归、K最近邻算法等算法还是迷迷糊糊,不知所云。慢慢地就对算法失去了兴趣,最终放弃。
算法巨著固然很好,但难度太大不适合刚入门的小白,初期学习算法,还是培养兴趣最为重要。如果算法书能像小说一样有趣的话,相信很多人不会放弃算法了。
上面提到的《算法图解》这本书就像小说一样有趣。比如“猜数字”游戏,通过这个例子,大家可以轻松掌握理解二分查找的概念,算法也不再枯燥乏味难懂了。
书中一步步用图的方式把算法解析出来,算法举例简单易懂,图文并茂,公式极少。通过这本书算法初学者可以轻松理清算法基础概念,潜移默化地培养算法思维,提升兴趣,帮助大家步入算法殿堂。
下面是读者朋友在豆瓣的真实评价:
作者:【美】巴尔加瓦(AdityaBhargava)
译者:袁国忠
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作译者介绍
作者
AdityaBhargava
软件工程师,兼具计算机科学和美术方面的教育背景,在adit.io撰写编程方面的博客。
译者
袁国忠
自由译者;2000年起专事翻译,主译图书,偶译新闻稿、软文;出版译著40余部,其中包括《Python编程:从入门到实践》《C++PrimePlus中文版》《CCNA学习指南》《CCNPROUTE学习指南》《面向模式的软件架构:模式系统》《风投的选择:谁是下一个十亿美元级公司》等,总计700余万字;专事翻译前,从事过三年化工产品分析和开发,做过两年杂志和图书编辑。
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通过上面的例子你学会二分查找了吗?假设有一个包含128个名字的有序列表,你要使用二分查找在其中查找一个名字,请问最多需要几步才能找到?