在有序数组中,找出一个项目不在数组中通常比找出它在数组中更快吗?

In an ordered array, is it generally faster to find out an item is not in the array than to find out it is?

在有序数组中,找出某项不在数组中通常比找出它在数组中更快吗?

我们老师问这个问题,我们大多说不是,但他的回答是是,速度更快。我真的不知道怎么可能。毕竟,要找出该项目不在数组中,我们必须进行最多的比较,但如果它在数组中,我们可能会在此之前找到它。

谁能解释一下?提前致谢。

考虑以下构造:让我们在数组中定义一个目标区域,其中包含相关元素可能所在的位置。当搜索算法开始时,目标区域是整个数组,因为我们还没有查看数组中的任何内容。

现在假设您进行二分查找(这最适合有序数组)。您会查看数组中间的元素。如果那个元素小于你正在寻找的元素,你就知道你正在寻找的元素一定在它的右边。因此,目标区域已缩小到阵列的右半部分。反之亦然:如果你看的元素更大,那么新的目标区域就是数组的左半部分。

如您所见,搜索算法的每一步都会以某种方式缩小目标区域,使您离答案越来越近。这适用于每个搜索算法。例如,如果您要线性迭代元素,则每一步都会将目标区域减少一个元素。

无论您是检查包含(该项目是否在数组中)还是排除(是否不在数组中),您的算法都会在以下两种情况之一停止:

  1. 在尝试缩小搜索范围时,您碰巧从数组中选择了一个元素,而这正是您要查找的项目。此时,包含测试将 return true,或者排除测试将 return false.
  2. 目标区域已用尽(即减少为空集)。在这种情况下,包含产生 false,排除产生 true.

从这个推理可以得出包含和排除测试是完全对称的,因此我同意你的"no"。但是,请务必请您的老师解释他的推理,然后 post 在这里。