立方根是一个整数值,当它自己连续乘以自己三次时,得到原始数值。在本文中,我们将编写一个使用二分搜索来找到一个数的立方根的Java程序。找到一个数的立方根是二分搜索算法的一个应用之一。在本文中,我们将详细讨论如何使用二分搜索来计算立方根。
输入-输出示例
Example-1:
Input: 64
Output: 4
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如,64的立方根为4,输出为4。
Example-2:
Input: 216
Output: 6
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如,216的立方根为6,输出为6。
二分查找
二分搜索是一种用于查找元素(即排序数组中的键)的算法。二进制算法的工作原理如下
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假设数组是“arr”。按升序或降序对数组进行排序。
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初始化 low = 0 和 high = n-1(n = 元素数量),并将 mid 计算为 middle = low + (high-low)/2。如果 arr[middle] == key 则返回 middle,即数组的中间索引。
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如果键值小于arr[middle]元素,则将高索引设置为中间索引-1;如果键值大于中间元素,则将低索引设置为中间索引+1
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继续二分查找,直到找到需要查找的元素。
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如果low大于high,则直接返回false,因为键值在数组'arr'中不存在。
使用二分查找查找键的示例
问题
给定一个有序整数数组 arr = [1, 3, 5, 7, 9, 11],使用二分查找找到元素的索引,即 key = 7。
解决方案
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初始化 low = 0 和 high= 5(数组的最后一个索引)。
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while 循环的第一次迭代给出了中间索引 mid = low+ (high-low)/2
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中值 = 0+(5-0)/2 = 2。
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arr[mid]的值为5,小于键值7。因此,我们更新low= mid+1 = 3。
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while 循环的第二次迭代通过使用 low+ (high-low)/2 为我们提供中间索引 mid = 4。
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arr[mid]的值为9,大于键值7。因此,我们更新high= 3(mid - 1)。
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while 循环的第三次迭代为我们提供了中间索引 mid = 3。
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arr[mid] 是 7,等于关键值。因此,我们返回中间索引,即 3。
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因此,在给定的数组中,关键字的索引为7,我们使用二分查找算法找到了索引为3。
使用二分搜索查找立方根的算法
步骤 1 - 考虑一个数字'n',并初始化low=0和right=n(给定的数字)。
第 2 步 - 使用 mid = low + (high-low)/2 查找低值和高值的中值。
步骤 3 − 找到 mid * mid * mid 的值,如果 mid * mid * mid == n,则返回 mid 的值。
步骤 4 - 如果中间值小于 n,则 low=mid+1,否则 high=mid-1
第 5 步 - 重复第 2 步到第 4 步,直到找到该值。
Example
的中文翻译为:
示例
在这个例子中,我们使用二分查找算法找到一个值的立方根。我们创建了一个自定义类'BinarySearchCbrt',并在'cuberoot'函数中实现了用于找到一个数字的立方根的二分查找代码。现在,创建自定义类对象并初始化一个名为'number'的整数变量,使用类对象调用'cuberoot'函数,从而显示所需的输出。
//Java Program to find Cube root of a number using Binary Search
import java.util.*;
class BinarySearchCbrt {
public int cuberoot(int number) {
int low = 0;
int high = number;
while (low