Question

好吧，我试图在Scala中用二进制搜索找到给定间隔的最小值，但是最小值必须匹配一个给定的函数。这是我的代码：

def binarySearch: (Int => Boolean) => (Int, Int) => Int = f => (l, h) => {
  def bs: ((Int => Boolean) => (Int, Int, Int) => Int) = f => (l, h, minimum) => {

    val mid = l + ((h-l) / 2)

    mid match{
      case mid if(f(mid) == false) => bs(f)(mid+1, h, mid)
      case mid if(f(mid) == true && mid > minimum) => bs(f)(l, mid-1, minimum)
      case mid if(f(mid) == true && mid < minimum) => bs(f)(mid+1, h, mid)
      case mid => mid
    }
  }
  bs(f)(l, h, 0)
}

我认为我的问题是，我没有正确保存最小值。

一个测试用例可能看起来像这样：

val v = Vector(0, 1, 2, 3, 7, 9)
binarySearch(v(_) < 5)(0, v.length) == 4

有什么想法吗？

Answer 1

这种声明方法的样式非常不寻常，使您的代码难以阅读和理解。因此，我的第一步是以一种更加惯用的，传统的方式重现您的代码。

我采取的步骤如下：

恕我直言，函数最好接受参数，而不是返回带有参数的匿名函数。它更简单，更清洁，使您的意图更清晰。
命名 predicate 函数是一种惯例，这些函数通常采用单个参数并返回Boolean-p。
在bs中，其谓词函数参数的重新声明是多余的；它可以重新使用提供给binarySearch的谓词，因此不需要重新声明它。
测试Boolean值时，通常让该值保持不变。也就是说，如果boolExpr是具有值Boolean或true的{{1}}表达式，则相对于false和{{1 }}到if(boolExpr)。
如果前面的情况都不匹配，则可以使用默认情况下的if(boolExpr == true)。这比您代码中的if(!boolExpr)更加清楚。

您的原始代码将变为：

if(boolExpr == false)

好的，现在我们来调试您的功能。您声称它应计算给定间隔的最小值，并且最小值必须与也给定的函数匹配。或者，换句话说，它应该在满足谓词的范围内找到最小值。

但是，在您的测试用例中，您的断言是该值必须小于5，并且您希望该值4作为答案。

一些问题很明显：

您的代码假设但不验证数据从低到高排序。我之所以这样说是因为，显然，如果数据的排序不正确，代码将失败。如果您可以保证该假设成立，那很好。
case _，case mid，def binarySearch(p: Int => Boolean)(l: Int, h: Int): Int = { def bs(l: Int, h: Int, minimum: Int): Int = { val mid = l + ((h - l) / 2) mid match { case mid if(!p(mid)) => bs(mid+1, h, mid) case mid if(p(mid) && mid > minimum) => bs(l, mid-1, minimum) case mid if(p(mid) && mid < minimum) => bs(mid+1, h, mid) case _ => mid } } bs(l, h, 0) }和l都是属于h的值的索引，而mid无法访问该值，但是它们本身不是价值。这与您要寻找最小值的陈述相矛盾；相反，您似乎正在寻找最小值的 index 。
在测试条件下，您期望值4为值7的索引。但是，7不能使谓词失效，因为它不少于5。这使我怀疑测试中的谓词功能应该是minimum。
您没有验证Vector中的binarySearch小于binarySearch(v(_) >= 5)(0, v.length)，这表明您没有搜索范围。如果在l中发生了这种情况，则应将其视为终止条件（已完全搜索范围），并返回找到的最小值索引。（您现有的代码中似乎没有这样的终止条件，因此它可以在某些情况下无限循环，最终导致h。）
您应注意，带有谓词功能的二进制搜索从根本上来说是有缺陷的，除非谓词对范围进行了划分，以使所有未通过谓词的值的索引都是连续的，并且出现在范围的开头，并且所有通过谓词的值在范围的末尾都是连续的。为了说明这一点，请考虑如果谓词仅接受偶数：binarySearch，会发生什么？（提示：您的函数将需要访问范围内的每个元素以确保找到最小值，而这并不是二进制搜索的目的。）
如果您的搜索找不到满足该谓词的最小值，那么它将无法表示事实。因此，我认为您的函数应该返回bs，如果找不到值，则返回值StackOverflowError，否则返回binarySearch(v(_) % 2 == 0)(0, v.length)。
如果为Option[Int]传递None，则如果检查具有该索引的元素的值，则会引发Some(minimum)。您应该改为传递v.length，或将h视为超出范围末端的一个位置。

更新

为了解决您的实施问题，我对问题进行了略微调整。现在，IndexOutOfBoundsException函数使用二进制搜索来查找大于指定最小值的最小值。为此，它接受名为v.length - 1的{{1}}和可以接受的h值，而不是具有低和高索引的谓词函数。

binarySearch

以下是 Scala REPL 中的一些示例：

IndexedSeq

Answer 2

我的代码很复杂，需要使用辅助函数。.这可能是正确的解决方案：

def binarySearch: (Int => Boolean) => (Int, Int) => Int = f => (l, h) => {
val mid = l + ((h-l) / 2)
mid match {
  case _ if(l >= h) => h
  case mid if(f(mid)) => binarySearch(f)(l,mid)
  case mid => binarySearch(f)(mid+1, h)
}

}

不幸的是，我们必须使用这种声明方法的方式

如何在Scala中的间隔上通过二进制搜索找到最小值？

2 个答案: