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二文探索法

pointこの用語のポイント

point書き間違いだよ

point「二分探索法」のことだと思うよ

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簡単に書くよ

二文探索法(読:ニブンタンサクホウ)とは

「二分探索法」の書き間違い。
二分探索法は

「半分ずつ消去法」なデータの探し方
です。
もう少し具体的に書くと

データが順番に並んでいる前提で、まずは真ん中のデータを取り出して「探しているデータは、これより大きい?」を確認する。もし「大きいよ!」だったら、真ん中のデータとそれより小さいデータを全部消す(「小さいよ!」だったら大きい方を消す)。残ったデータの中から真ん中のデータを取り出して「探しているデータは、これより大きい?」を確認する。……というのを繰り返すことで、条件に合わないデータを半分ずつ消していって、目的のデータを見つける やり方
です。


image piyo

詳しく書くよ

順番に見ていきましょう。
まずは予備知識として「二分探索法」について結構ガッツリ説明します。
「そんなの説明されなくても知ってるよ!」な人は適当に読み飛ばしてください。

二分探索法は、データが順番に並んでいる前提で

1.真ん中のデータを取り出す
2.探しているデータと1で取り出したデータを比較する
3-1.「探しているデータと1で取り出したデータが同じ」だったら、それが探しているデータ
3-2.「探しているデータの方が1で取り出したデータよりも大きい」だったら1で取り出したデータとそれよりも小さいデータを全部消す
3-3.「探しているデータの方が1で取り出したデータよりも小さい」だったら1で取り出したデータとそれよりも大きいデータを全部消す
4.残っているデータの中から真ん中のデータを取り出す


を繰り返すことで目的のデータを見つける やり方です。

……と言葉で説明されてもサッパリ分かりませんよね。

大丈夫です。
例を挙げて説明します。

例えば、そうですね。
ここに「1」から「9」までの数字が小さい順に並んだ状態であったとしましょう。

二文探索法

この中から二分探索法で「8」を探すことにします。

二文探索法2

まずは真ん中の数字を取り出します。
「5」ですね。

二文探索法3

次に、探している数字が真ん中の数字よりも大きいか小さいかを確認します。

1.探している数字は「5」だよ
2.探している数字は「5」より大きいよ
3.探している数字は「5」より小さいよ


のどれかを確認するわけです。

二文探索法4

今回、探しているのは「8」です。
ということは

2.探している数字は「5」より大きいよ

になりますね。

二文探索法5

探している数字が「5」より大きいと分かった時点で「1」「2」「3」「4」「5」は消せます。
「5」以下の数字は、探している数字ではないからです。

二文探索法6

次に、残った数字の中から、さっきと同じように真ん中の数字を取り出します。
残っている数字は「6」「7」「8」「9」の4つです。
真ん中の数字は「7」か「8」ですね。
とりあえず今回は「7」ということにしておきましょうか。

二文探索法7

次に、さっきと同じように、探している数字が真ん中の数字よりも大きいか小さいかを確認します。

1.探している数字は「7」だよ
2.探している数字は「7」より大きいよ
3.探している数字は「7」より小さいよ


のどれかを確認するわけです。

二文探索法8

今回、探しているのは「8」です。
ということは

2.探している数字は「7」より大きいよ

になりますね。

二文探索法9

探している数字が「7」より大きいと分かった時点で「6」「7」は消せます。
「7」以下の数字は、探している数字ではないからです。

二文探索法10

さぁ、いよいよラストスパートです。
残った数字の中から、さっきと同じように真ん中の数字を取り出します。

……って、残っている数字は「8」と「9」の2つしかありませんね。
とりあえず今回は「8」ということにしておきましょうか。

二文探索法11

次に、さっきと同じように、探している数字が真ん中の数字よりも大きいか小さいかを確認します。

1.探している数字は「8」だよ
2.探している数字は「8」より大きいよ
3.探している数字は「8」より小さいよ


のどれかを確認するわけです。

二文探索法12

今回、探しているのは「8」です。
ということは

1.探している数字は「8」だよ

になりますね。

二文探索法13

これで探していたデータが見つかりました。

このような「半分ずつ消去法」なデータの探し方が二分探索法です。

1.真ん中のデータを基準にして、条件に合わない方を消す
2.1を繰り返して最後まで残ったのが探しているデータ


な やり方です。

二分探索法のメリットは

1.データの量が増えても、そんなに探す時間が変わらない
2.探しているデータがどれでも、見つかるまでの時間が同じくらい


でしょうか。

二分探索法では1回の絞り込みで候補が半分になります。
ということは、データが倍になっても絞り込みの回数は1回しか増えないわけです。

例えば、10個の数字から1個の数字を探す場合、絞り込み回数は最大3回です。
倍の20個の数字の中から探すことになっても絞り込み回数は最大4回で済みます。
1回絞り込んだ時点で候補は(20個の半分の)10個になるからです。

これが「1.データの量が増えても、そんなに探す時間が変わらない」です。

また、二分探索法では、探すデータがどれでも見つかるまでの時間が同じくらいです。

例えば、10個の数字から1個の数字を探す場合、絞り込み回数は最大で3回です。
「1」を探すのでも「8」を探すのでも(ピンポイントで真ん中の値に該当しない限り)絞り込み回数は3回になります。
探す値によって1回で済んだり100回もかかったりといったバラツキがありません。
探すのにかかる時間を、ある程度は標準化できるのです。

これが「2.探しているデータがどれでも、見つかるまでの時間が同じくらい」です。

一方のデメリットは

データが順番に並んでいないと使えない

でしょうか。

バラバラのデータに対して二分探索法を使いたい場合は、順番を並べ直す必要があります。
順番を並べ直すのが大変な場合は、二分探索法を使わない方が良かったりするわけです。

以上を踏まえて

「二分探索法」の書き間違い

が「二文探索法」です。

二文探索法14

「文」では ありません。
「分」です。

2つに「分」けるから「二探索法」です。


image piyo2

一言でまとめるよ

まぁ「二文探索法」って単語が出てきたら「『二分探索法(順番に並んだデータを真ん中で半分に分けて候補を絞っていく やり方)』って書きたいんだろうな~」と お考えください。

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