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算法篇——二分查找法(折半查找法)

        二分查找法(折半查找法):查找数组中是否包含指定元素。如果包含指定元素,则返回指定元素的index(从0开始);如果不包含指定元素,则返回-1;

        前提:数组中的元素必须是有序的。

        原理:将被查找的数组分为三部分,依次是中值前、中值、中值后,将指定元素和数组的中值进行比较,如果指定元素小于中值则在(中值前)中找,如果指定元素大于中值则在(中值后)中找,如果指定元素等于中值则直接返回。依次查找后,如果不包含指定元素,则返回-1;

                  注:中值即数组中间位置的值。

        原生方法:Arrays.sort(a);:对a数组进行升序排序。

                         Arrays.binarySearch(a,b);:使用二分法查找a数组中是否包含b这个元素。

        两种方式:循环实现和递归实现

/** * 循环实现 * 二分查找法(折半查找法):查找数组中是否包含指定元素。 * 前提:数组中的元素必须是有序的。 * Arrays.sort(a);:对a数组进行升序排序。 * Arrays.binarySearch(a,b);:使用二分法查找a数组中是否包含b这个元素。 * * @param arr 被查找的数组 * @param key 指定元素 * @return 如果包含指定元素,则返回指定元素的index(从0开始);如果不包含指定元素,则返回-1; */public static int binarySearch(int[] arr, int key) { int min = 0; int max = arr.length - 1;
while (min <= max) { int mid = (min + max) >> 1;//(min + max)/2
if (arr[mid] > key) { max = mid - 1; } else if (arr[mid] < key) { min = mid + 1; } else { return mid; } }
return -1;}
/** * 递归实现 * 二分查找法(折半查找法):查找数组中是否包含指定元素。 * 前提:数组中的元素必须是有序的。 * Arrays.sort(a);:对a数组进行升序排序。 * Arrays.binarySearch(a,b);:使用二分法查找a数组中是否包含b这个元素。 * * @param arr 被查找的数组 * @param key 指定元素 * @return 如果包含指定元素,则返回指定元素的index(从0开始);如果不包含指定元素,则返回-1; */public static int binarySearch(int[] arr, int key, int startIndex, int endIndex) { if (startIndex > endIndex || startIndex < 0 || endIndex > arr.length - 1) { return -1; }
int midIndex = (startIndex + endIndex) >> 1;//(startIndex + endIndex)/2
if (arr[midIndex] > key) { return binarySearch(arr, key, startIndex, midIndex - 1); } else if (arr[midIndex] < key) { return binarySearch(arr, key, midIndex + 1, endIndex); } else { return midIndex; }}

        

验证:

//验证自定义的二分查找法int[] a = {};int[] b = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};int[] c = {1, 4, 6, 7, 8, 3, -2};//循环实现int circulate1 = binarySearch(a, 0);int circulate2 = binarySearch(b, 5);int circulate3 = binarySearch(c, -2);Arrays.sort(c);int circulate4 = binarySearch(c, -2);LogUtil.e("++++++++++++++++", circulate1 + ""); //-1LogUtil.e("++++++++++++++++", circulate2 + ""); //4LogUtil.e("++++++++++++++++", circulate3 + ""); //-1LogUtil.e("++++++++++++++++", circulate4 + ""); //0//递归实现int recursion1 = binarySearch(a, 0, 0, a.length - 1);int recursion2 = binarySearch(b, 5, 0, b.length - 1);int recursion3 = binarySearch(c, -2, 0, c.length - 1);LogUtil.e("++++++++++++++++", recursion1 + ""); //-1LogUtil.e("++++++++++++++++", recursion2 + ""); //4LogUtil.e("++++++++++++++++", recursion3 + ""); //0