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Java实现二分查找算法

2017-07-03 5002

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简介：

Java程序员总该玩点基本的算法。

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

[java]view plain copy
       
     
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

[java]view plain copy
       
     
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

原文链接:[http://wely.iteye.com/blog/2329409]

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