java 二分法算法的实例

2019-11-26 11:31:37

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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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