几种情况的二分写法

之前总是对二分的边界问题把握的不是很好,以致于出现死循环等问题。所以用这篇博文进行总结。
首先,本文所用算法均为左闭右闭的算法,且数组是以非递减顺序排列的。
1、查找是否存在关键值,如有相等的,则返回最左边的那个值的位置。否则,返回-1.

int binary_search_1(int a[], int n, int key)
{
    int m, l = 0, r = n - 1;//闭区间[0, n - 1]
    while (l < r)
    {
        m = l + ((r - l) / 2);//向下取整
        if (a[m] < key) 
            l = m + 1;
        else 
            r = m;
    }
    if (a[r] == key) return r;
    return -1;
}   

2、查找是否存在关键值,如有相等的,则返回最右边那个值得位置。否则,返回-1.

int binary_search_2(int a[], int n, int key)
{
    int m, l = 0, r = n - 1;//闭区间[0, n - 1]
    while (l < r)
    {
        m = l + ((r - l + 1) / 2);//向上取整
        if (a[m] <= key) 
         
### 不同实现方式的 Java 二分查找算法 #### 迭代方式实现二分查找 迭代方式通过循环结构不断调整左右边界来进行查找操作。 ```java public class BinarySearch { public static int binarySearch(int[] arr, int target) { int left = 0; int right = arr.length - 1; while (left <= right) { int mid = left + (right - left) / 2; if (arr[mid] == target) { return mid; } else if (arr[mid] < target) { left = mid + 1; } else { right = mid - 1; } } return -1; } } ``` 此代码展示了如何利用`while`循环逐步缩小搜索区间直至定位到目标元素或确认其不在数组中[^2]。 #### 递归方式实现二分查找 递归版本则采用函数自我调用来完成相同的功能,每次都将问题规模减半。 ```java public class RecursiveBinarySearch { private static int recursiveBinarySearch(int[] array, int key, int low, int high) { if (high >= low) { int mid = low + (high - low) / 2; // 如果键等于中间位置,则返回索引 if (array[mid] == key) return mid; // 如果键小于中间位置的数据,则在左子数组继续寻找 if (array[mid] > key) return recursiveBinarySearch(array, key, low, mid - 1); // 否则,在右子数组中寻找 return recursiveBinarySearch(array, key, mid + 1, high); } // 当未找到时返回-1表示失败 return -1; } public static void main(String args[]) { int[] array = {3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; int key = 4; int result = recursiveBinarySearch(array, key, 0, array.length - 1); if (result == -1) System.out.println("Element not present"); else System.out.println("Element found at index " + result); } } ``` 这段程序定义了一个名为 `recursiveBinarySearch` 的静态方法用于执行实际的递归逻辑,并提供了一个简单的测试案例来演示该功能的工作原理[^3]。 两种不同的实现各有优劣:迭代版通常更节省内存空间因为不需要额外栈帧;而递归版可能更加直观易懂但对于非常深嵌套可能会遇到堆栈溢出的风险。因此选择哪种取决于具体应用场景和个人偏好。
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