算法——二分查找算法(Java实现)

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

    原文作者:查找算法
    原文地址: https://blog.csdn.net/cyxlzzs/article/details/7418337
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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