1.二分查找基本概述
- 二分查找也称折半查找(Binary Search),它是一种效率较高的查找方法。但是,折半查找要求线性表必须采用顺序存储结构,而且表中元素按关键字有序排列。
- 二分法有「整数二分」和「实数二分」两种情况。实数二分的代码好写不易出错;整数二分的代码因为要考虑整除的问题,代码容易出错。
- 二分法很容易出错。要找清楚答案在哪,区间在哪。
- 二分查找最多查找⌈log2(n)⌉\lceil log_2(n) \rceil⌈log2(n)⌉次
- 二分查找最少查找1次
2.二分查找实现原理
假设我们比较的有序数列有三个数,我们比较一个元素的值和数组中间位置的元素的值进行比较,如果比中间的元素大,则在有序数组的后半部分进行查找;如果中间位置的元素的值小,则跟有序数组的前半部分进行比较;如果相等,则找到了比较元素的位置.
3.二分查找边界选择
二分查找边界的选择一般有两种情况。对于ls = {n,n,n,n,n,…,n};
- 第一种:l=0,r=ls.lengthl = 0,r = ls.lengthl=0,r=ls.length——左闭右开
下面代码里有详细总结- 第二种:l=0,r=ls.length−1l=0,r = ls.length-1l=0,r=ls.length−1——左闭右闭
下面代码里有详细总结
4.代码——详细注解
public class BinarySearch {
public static void main(String[] args) {
int arry[] = {51, 53, 54, 55,55,55, 58, 64, 76};
// System.out.println(binarySearch(arry,51));
System.out.println(binarySearch4(arry,55));
}
/**
* @D:查找一个数组,找得到返回索引。找不到返回-1
* @param array
* @param target
* @return
*/
public static int binarySearch(int array[],int target){
int l = 0 ;
int r = array.length-1;
while (l<=r){
int mid = (l+r)/2;
if (array[mid]>target) {
r = mid-1;
}else if(array[mid]<target){
l = mid+1;
}else{
return mid;
}
}
return -1;
}
/*----------------------------------------------左闭右闭进行二分查找--------------------------------------------------- */
/*
代码总结:
对于左开右闭的区间,有如下规律:
条件:r<=l
前继代码:
if(array[mid]<=target)
ans = mid;
r = mid-1;
else:
l = mid+1;
后继代码:
if(array[mid]<=target)
ans = mid;
l = mid+1;
else:
r = mid-1;
l、r的选择,要么加1 要么减1.
*/
/**
* @D:如果没有这个元素,返回大于target第一个元素的下标(target的后继)(大于target的最小值);如果有多个相同的元素,那么返回第一个元素的下标;如果超过最大元素的值返回0
* @param array
* @param target
* @return
*/
public static int binarySearch1(int array[],int target){
int l = 0;
int r = array.length-1;
int ans = 0;
while (l<=r){
int mid = (l+r)>>1;
if (array[mid]>=target){
ans = mid;
r = mid-1;
}else{
l = mid+1;
}
}
return ans;
}
/**
* @D:如果没有这个元素,返回小于target的第一个元素的下标(前继代码)(小于target的最大值);如果存在多个相同的,返回最后一个元素的下标
* @param array
* @param target
* @return
*/
public static int binarySearch2(int array[],int target){
int l = 0;
int r = array.length-1;
int ans = 0;
while (l<=r){
int mid = (l+r)>>1;
if (array[mid]<=target){
ans = mid;
l = mid+1;
}else{
r = mid-1;
}
}
return ans;
}
/*----------------------------------------------左闭右开进行二分查找--------------------------------------------------- */
/*
代码总结:
对于左闭右开的区间,有如下规律:
条件:r<l
r(大的一端)始终等于mid
l用控制是否加1 或者 减1
*/
/**
* @D:后继代码;
* @param array
* @param target
* @return
*/
public static int binarySearch3(int array[],int target){
int l = 0;
int r = array.length;
int ans = 0;
while (l<r){
int mid = (l+r)>>1;
if (array[mid]>=target){
ans = mid;
r = mid;
}else{
l = mid+1;
}
}
return ans;
}
/**
* @D:前继代码
* @param array
* @param target
* @return
*/
public static int binarySearch4(int array[],int target){
int l = 0;
int r = array.length;
int ans = 0;
while (l<r){
int mid = (l+r)>>1;
if (array[mid]<=target){
ans = mid;
l = mid+1;
}else{
r = mid;
}
}
return ans;
}
}