在算法中有很多问题涉及左闭右开区间,如快速排序,二分查找以及很多数组分治策略。在编写这些算法过程中使用左闭右开区间很容易导致死循环(被折腾了好几个小时之后有感~)。故写此篇文章来防止这样的错误。
记区间左端点为
l
l
l,右端点为
r
r
r,区间为左闭右开
[
l
,
r
)
[l,r)
[l,r)。
以二分查找为例:
int solve1(vector<int> &a, int k) { int l = 0; int r = a.size(); int mid; while (l < r) { mid = (l + r) / 2; if (a[mid] > k) r = mid; else if (a[mid] < k) l = mid + 1; else return mid; } return -1; }
防止死循环的关键在于对
r
r
r 与
l
l
l 的赋值。这里我们的循环终止条件为
l
=
r
l=r
l=r,故有可能出现
l
=
r
−
1
l=r-1
l=r−1 的情况,在这种情况下
m
i
d
=
r
+
l
2
=
l
mid=\frac{r+l}{2}=l
mid=2r+l=l,若在
a
[
m
i
d
]
<
k
a[mid]<k
a[mid]<k 时我们赋值
l
=
m
i
d
l=mid
l=mid ,则可能出现死循环,因为下一轮执行的循环将与上一轮相同。
于是我们总结出防止死循环的关键:
当递归终止条件为 l = r l=r l=r,则可能出现 m i d = l = r − 1 mid=l=r-1 mid=l=r−1 的情况,此时我们对 r r r 的赋值不能是 m i d + 1 mid+1 mid+1,对 l l l 的赋值不能是 m i d mid mid。
当递归终止条件为 l = r − 1 l=r-1 l=r−1,则可能出现 l = m i d − 1 , r = m i d + 1 l=mid-1,r=mid+1 l=mid−1,r=mid+1的情况,同理考虑对 r , l r,l r,l 的赋值。