1、前提：二分查找的前提是需要查找的数组必须是已排序的，我们这里的实现默认为升序
2、原理：将数组分为三部分，依次是中值（所谓的中值就是数组中间位置的那个值）前，中值，中值后；将要查找的值和数组的中值进行比较，若小于中值则在中值前面找，若大于中值则在中值后面找，等于中值时直接返回。然后依次是一个递归过程，将前半部分或者后半部分继续分解为三部分。可能描述得不是很清楚，若是不理解可以去网上找。从描述上就可以看出这个算法适合用递归来实现，可以用递归的都可以用循环来实现。所以我们的实现分为递归和循环两种，可以根据代码来理解算法
3、实现：代码如下
- package org.cyxl.algorithm.search;
- /**
- * 二分查找
- * @author cyxl
- *
- */
- public class BinarySearch {
- private int rCount=0;
- private int lCount=0;
- /**
- * 获取递归的次数
- * @return
- */
- public int getrCount() {
- return rCount;
- }
- /**
- * 获取循环的次数
- * @return
- */
- public int getlCount() {
- return lCount;
- }
- /**
- * 执行递归二分查找，返回第一次出现该值的位置
- * @param sortedData 已排序的数组
- * @param start 开始位置
- * @param end 结束位置
- * @param findValue 需要找的值
- * @return 值在数组中的位置，从0开始。找不到返回-1
- */
- public int searchRecursive(int[] sortedData,int start,int end,int findValue)
- {
- rCount++;
- if(start<=end)
- {
- //中间位置
- int middle=(start+end)>>1; //相当于(start+end)/2
- //中值
- int middleValue=sortedData[middle];
- if(findValue==middleValue)
- {
- //等于中值直接返回
- return middle;
- }
- else if(findValue<middleValue)
- {
- //小于中值时在中值前面找
- return searchRecursive(sortedData,start,middle-1,findValue);
- }
- else
- {
- //大于中值在中值后面找
- return searchRecursive(sortedData,middle+1,end,findValue);
- }
- }
- else
- {
- //找不到
- return –1;
- }
- }
- /**
- * 循环二分查找，返回第一次出现该值的位置
- * @param sortedData 已排序的数组
- * @param findValue 需要找的值
- * @return 值在数组中的位置，从0开始。找不到返回-1
- */
- public int searchLoop(int[] sortedData,int findValue)
- {
- int start=0;
- int end=sortedData.length-1;
- while(start<=end)
- {
- lCount++;
- //中间位置
- int middle=(start+end)>>1; //相当于(start+end)/2
- //中值
- int middleValue=sortedData[middle];
- if(findValue==middleValue)
- {
- //等于中值直接返回
- return middle;
- }
- else if(findValue<middleValue)
- {
- //小于中值时在中值前面找
- end=middle-1;
- }
- else
- {
- //大于中值在中值后面找
- start=middle+1;
- }
- }
- //找不到
- return –1;
- }
- }
4、测试代码
- package org.cyxl.algorithm.search.test;
- import org.cyxl.algorithm.search.BinarySearch;
- import org.junit.Test;
- public class BinarySearchTest {
- @Test
- public void testSearch()
- {
- BinarySearch bs=new BinarySearch();
- int[] sortedData={1,2,3,4,5,6,6,7,8,8,9,10};
- int findValue=9;
- int length=sortedData.length;
- int pos=bs.searchRecursive(sortedData, 0, length-1, findValue);
- System.out.println(“Recursice:”+findValue+” found in pos “+pos+“;count:”+bs.getrCount());
- int pos2=bs.searchLoop(sortedData, findValue);
- System.out.println(“Loop:”+findValue+” found in pos “+pos+“;count:”+bs.getlCount());
- }
- }
5、总结：这种查找方式的使用场合为已排序的数组。可以发现递归和循环的次数是一样的
转载请注明：尼古拉斯.赵四 » 数据结构和算法设计专题之—二分查找(Java版)
