java实现二分查找算法

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2021-11-13 23:40 349阅读 0赞

# 一、二分查找算法（递归实现） #

## 一、 要求： ##

请对一个有序数组进行二分查找 \{1,8, 10, 89, 1000, 1234\} ，输入一个数看看该数组是否存在此数，并且求出下 标，如果没有就提示"没有这个数"。

## 二、思路： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMTEzNzYyMzE2MA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 三、代码： ##

package search;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /**
     * @program: text
     * @description: 二分查找
     * @author: min
     * @create: 2019-08-01 13:56
     **/
    public class BinarySearch {
        /**
         * 注意:使用二分查找的前提是 该数组是有序的.
         *
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            int arr[] = {1, 8, 10, 89, 1000, 1000, 1234};
            List<Integer> resIndexList = binarySearch(arr, 0, arr.length - 1, 1000);
            System.out.println("resIndexList=" + resIndexList);
        }
    
        public static List<Integer> binarySearch(int[] arr, int left, int right, int findVal) {
            // 当 left > right 时，说明递归整个数组，但是没有找到
            if (left > right) {
                return new ArrayList<Integer>();
            }
    
            int mid = (left + right) / 2;
            int midVal = arr[mid];
    
            if (findVal > midVal) { // 向 右递归
                return binarySearch(arr, mid + 1, right, findVal);
            } else if (findVal < midVal) { // 向左递归
                return binarySearch(arr, left, mid - 1, findVal);
            } else {
                // * 思路分析
                // * 1. 在找到 mid 索引值，不要马上返回
                // * 2. 向 mid 索引值的左边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合 ArrayList
                // * 3. 向 mid 索引值的右边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合 ArrayList
                // * 4. 将 Arraylist 返回
                List<Integer> resIndexlist = new ArrayList<Integer>();
                //向 mid 索引值的左边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合 ArrayList
                int temp = mid - 1;
                while (true) {
                    if (temp < 0 || arr[temp] != findVal) {//退出
                        break;
                    }
                    //否则，就 temp 放入到 resIndexlist
                    resIndexlist.add(temp);
                    temp -= 1; //temp 左移
                }
                resIndexlist.add(mid);
                //向 mid 索引值的右边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合 ArrayList
                temp = mid + 1;
                while (true) {
                    if (temp > arr.length - 1 || arr[temp] != findVal) {//退出
                        break;
                    }
                    //否则，就 temp 放入到 resIndexlist resIndexlist.add(temp);
                    temp += 1; //temp 右移
                }
                return resIndexlist;
            }
        }
    }

# 二、二分查找算法(非递归) #

## 一、介绍 ##

1.  前面我们讲过了二分查找算法，是使用递归的方式，下面我们讲解二分查找算法的非递归方式
2.  二分查找法只适用于从有序的数列中进行查找(比如数字和字母等)，将数列排序后再进行查找
3.  二分查找法的运行时间为对数时间O(log2n)，即查找到需要的目标位置最多只需要log2n步，假设从\[0,99\]的队列(100 个数，即 n=100)中寻到目标数 30，则需要查找步数log2100 , 即最多需要查找 7 次( 2^6 < 100 < 2^7)

## 二、代码实现 ##

数组 \{1,3, 8, 10, 11, 67, 100\}, 编程实现二分查找， 要求使用非递归的方式完成.

package binarysearchnorecursion;
    
    /**
     * @program: text
     * @description: 二分查找算法（非递归）
     * @author: min
     * @create: 2019-09-24 17:17
     **/
    public class BinarySearchNoRecur {
        public static void main(String[] args) {
            //测试
            int[] arr = {1, 3, 8, 10, 11, 67, 100};
            int index = binarySearch(arr, 100);
            System.out.println("index=" + index);//
        }
    
        /**
         * 二分查找的非递归实现
         * @param arr 待查找的数组, arr 是升序排序
         * @param target 需要查找的数
         * @return 返回对应下标，-1 表示没有找到
         */
        public static int binarySearch(int[] arr, int target) {
            int left = 0;
            int right = arr.length - 1;
            while (left <= right) { //说明继续查找
                int mid = (left + right) / 2;
                if (arr[mid] == target) {
                    return mid;
                } else if (arr[mid] > target) {
                    right = mid - 1;//需要向左边查找
                } else {
                    left = mid + 1; //需要向右边查找
                }
            }
            return -1;
        }
    }

转载至：尚硅谷\_韩顺平\_图解Java数据结构和算法

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