java 二分法 java 二分法算法的实例

时间:2021-03-29 人气:0

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java 二分法算法的实例

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

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