アルゴリズムとプログラミング

基本情報技術者試験探索」の問題

アルゴリズムとプログラミングアルゴリズムとプログラミング計算問題難易度:hard
次の擬似言語は昇順配列に対する二分探索である。arr = {3, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31, 35}(要素数 9、添字は 1 から)に target = 7 を与えて実行したとき、arr[mid] として target と比較される値を比較した順に並べたものはどれか。
○整数型: bsearch(整数型の配列: arr, 整数型: target)
  整数型: low ← 1, high ← arrの要素数, mid
  while (low <= high)
    mid ← (low + high) ÷ 2 の商
    if (arr[mid] が target と等しい)
      return mid
    elseif (arr[mid] < target)
      low ← mid + 1
    else
      high ← mid - 1
    endif
  endwhile
  return -1
{3, 7}
{19, 11, 7}
{19, 11}
{19, 7}
正解
{19, 7}

二分探索は範囲の中央と比較して半分に絞る。[1,9] の mid=5 で 19 を、次の [1,4] の mid=2 で 7 を比較して一致するため、比較順は {19, 7} となり エが正しい。

?選択肢ごとの解説

ア ×先頭から線形に比較すると誤解し 3, 7 の順とした、二分探索を線形探索と取り違えた誤りである。
イ ×中間に余分な 11 を挟んだ {19,11,7} であり、mid の計算((1+4)÷2 の商=2)を 3 と誤った誤りである。
ウ ×7 に到達せず {19,11} で止めた、または範囲更新を取り違えて 11 を最後に比較したとする誤りである。
エ ○二分探索は範囲の中央と比較して半分に絞る。[1,9] の mid=5 で 19 を、次の [1,4] の mid=2 で 7 を比較して一致するため、比較順は {19, 7} となり エが正しい。

くわしく

二分探索の比較対象は mid の整数除算と low/high の更新で決まる。(low+high)÷2 の商の切り捨て位置を正確に追うことが比較系列を正しく得る鍵である。

本番での押さえどころ

試験のコツ

low, high, mid, arr[mid] を表にして 1 行ずつ書き、比較した arr[mid] を順に拾う。

覚え方

『中央と比べて半分を捨てる』を繰り返し、比較した中央値だけを記録する、と覚える。

よくある誤り

mid の切り捨てを誤る、範囲更新の +1/−1 を取り違えて余分な比較を数えるミスが多い。

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