二分查找又称折半查找,优点是比较次数少,查找速度快,平均性能好;其缺点是要求待查表为有序表,且插入删除困难。因此,折半查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。首先,假设表中元素是按升序排列,将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较,如果两者相等,则查找成功;否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表,如果中间位置记录的关键字大于查找关键字,则进一步查找前一子表,否则进一步查找后一子表。重复以上过程,直到找到满足条件的记录,使查找成功,或直到子表不存在为止,此时查找不成功。
前提:数组必须是有序的。
算法时间复杂度:O(log(n))
二分查找法也称为折半查找法,它充分利用了元素间的次序关系,采用分治策略,可在最坏的情况下用O(log n)完成搜索任务。它的基本思想是,将n个元素分成个数大致相同的两半,取a[n/2]与欲查找的x作比较,如果x=a[n/2]则找到x,算法终止。如 果x<a[n/2],则我们只要在数组a的左半部继续搜索x(这里假设数组元素呈升序排列)。如果x>a[n/2],则我们只要在数组a的右 半部继续搜索x。
总之,二分查找算法的思想就跟二叉树的查找一样,如果大于就在右边找,小于就在左边找,等于就表示找到了。这里的结果我使用的是返回数组的下标,如果没有找到则返回-1。代码如下:
1.递归法二分查找
// 递归二分查找
public static int binarySearch(Integer array[], int key, int left, int right) {
int center = left + (right - left) / 2; // 防止用(left+right)/2时left+high溢出
if (array[center] == key) {
System.out.println("找到了");
return center;
} else if (array[center] < key) {
return binarySearch(array, key, center + 1, right);
} else if (array[center] > key) {
return binarySearch(array, key, left, center - 1);
}
return -1;
}
2.非递归二分查找
// 非递归二分查找
public static int binarySearch1(Integer array[], int key) {
int left = 0, right = array.length-1;
int mid = -1;
while (left <= right) {
mid = left + ((right - left) >> 1);
if (key == array[mid]) {
return mid;
} else if (key < array[mid]) {
right = mid-1;
} else {
left = mid + 1;
}
}
return -1;
}
测试
public static void main(String[] args) {
Integer array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
// System.out.println(binarySearch(array, 2, 0, array.length));
System.out.println(binarySearch1(array, 5));
}
结果:4
表示找到了元素5,并在下标为4的地方。
附:C++代码
int binarySearch(vector<int> &array,int key){
int left = 0,right = array.size()-1;
int mid = -1;
while (left <= right) {
mid = left + ((right - left) >> 1); //得到的是向下取整,如0,9的为4
cout<<mid<<endl;
if (key == array[mid]) {
return mid;
} else if (key < array[mid]) {
right = mid-1;
} else {
left = mid+1;
}
}
return -1;
}