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二分搜索法（转载）

news 来源：原创 2024/4/29 12:00:32

二分查找算法java实现

1、算法概念。

二分查找算法也称为折半搜索、二分搜索，是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。请注意这种算法是建立在有序数组基础上的。

2、算法思想。

①搜素过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜素过程结束；

②如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较。

③如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。

这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。

3、实现思路。

①找出位于数组中间的值，并存放在一个变量中（为了下面的说明，变量暂时命名为temp）；

②需要找到的key和temp进行比较；

③如果key值大于temp，则把数组中间位置作为下一次计算的起点；重复① ②。

④如果key值小于temp，则把数组中间位置作为下一次计算的终点；重复① ② ③。

⑤如果key值等于temp，则返回数组下标，完成查找。

4、实现代码。

/**
     * description : 二分查找。
     * @autor kwzhang
     * modify :2012-6-29
     *
     * @param <E>
     * @param array 需要查找的有序数组
     * @param from 起始下标
     * @param to 终止下标
     * @param key 需要查找的关键字
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static <E extends Comparable<E>> int binarySearch(E[] array, int from, int to, E key) throws Exception {
        if (from < 0 || to < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("params from & length must larger than 0 .");
        }
        if (from <= to) {
            int middle = (from >>> 1) + (to >>> 1); // 右移即除2
            E temp = array[middle];
            if (temp.compareTo(key) > 0) {
                to = middle - 1;
            } else if (temp.compareTo(key) < 0) {
                from = middle + 1;
            } else {
                return middle;
            }
        }
        return binarySearch(array, from, to, key);
    }

上面这种实现是通过递归的方式，各人觉得之类的问题用递归比较好理解，而且过程简单。

下面再来看看非递归的方式如何实现。在JDK里面正好有实现，在此就直接贴上Arrays里面的代码。为了简单起见，我们就只看看int参数的方法：

private static int binarySearch0(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int key) {
    int low = fromIndex;
    int high = toIndex - 1;
    while (low <= high) {
        int mid = (low + high) >>> 1;
        int midVal = a[mid];
        if (midVal < key)
        low = mid + 1;
        else if (midVal > key)
        high = mid - 1;
        else
        return mid; // key found
    }
    return -(low + 1);  // key not found.
    }