java 二分法算法的实例

2024-11-30 23:08:21

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

以上就是java 二分法的实例详解，如有疑问请留言或者到本站社区交流讨论，感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！

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