[알고리즘] 이진 탐색(Binary Search)

대학 졸업 후, 첫 면접을 하러 갔던 회사에서 코딩테스트로 이진 탐색 문제가 났던 기억이 났다. 그 김에! 복습할 겸 포스팅을 올려 보기로 했다. 

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이진 탐색(Binary Search)

이진 탐색은 배열 내부의 데이터가 정렬되어 있어야만 사용할 수 있는 알고리즘으로, 탐색 범위를 절반씩 좁혀가며 데이터를 탐색하는 특징이 있는 알고리즘이다. 

 

이진 탐색은 탐색 시 위치를 나타내는 변수 Start(시작점), End(끝점) 그리고 Mid(중간점) 세 개를 사용하며 찾으려는 데이터와 Mid(중간점) 위치에 있는 데이터를 반복적으로 비교해서 원하는 데이터를 찾는다. 

이진 탐색은 한 번 탐색할 때마다 확인하는 원소의 개수가 절반씩 줄어든다는 점에서 시간 복잡도가 O(logN)이며, 코딩 테스트의 탐색 문제에서 탐색 범위가 2,000만을 넘어가면 이진 탐색으로 문제에 접근해 보는 것이 좋다. 

 

이진 탐색 구현 코드1: 재귀 함수로 구현

# 이진 탐색 소스코드 구현(재귀 함수)
def binary_search(array, target, start, end):
    if start > end:
        return None

    mid = (start+end) // 2

    # 찾은 경우 중간점 인덱스 반환
    if array[mid] == target:
        return mid
    # 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 작은 경우 왼쪽 확인
    elif array[mid] > target:
        return binary_search(array, target, start, mid - 1)
    # 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 큰 경우 오른쪽 확인
    else:
        return binary_search(array, target, mid + 1, end)

이진 탐색 구현 코드2: 반복문으로 구현

# 이진 탐색 소스코드 구현(반복문)
def binary_search(array, target, start, end):
    while start <= end:
        mid = (start + end) // 2
        # 찾은 경우 중간점 인덱스 반환
        if array[mid] == target:
            return mid
        # 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 작은 경우 왼쪽 확인
        elif array[mid] > target:
            end = mid - 1
        # 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 큰 경우 오른쪽 확인
        else:
            start = mid + 1   
            
    return None