当Java老司机遇上二分查找：五种实现方式与工程化生存指南

当Java老司机遇上二分查找：五种实现方式与工程化生存指南

“好的算法像瑞士军刀，而Java工程师的军火库里永远需要多准备几把不同型号的二分查找。” —— 一位在凌晨三点与数组边界搏斗的数据工程师

一、基础建设：从标准实现说起

1.1 工业级迭代实现

这是每个Java工程师都应该刻进DNA的标准模板，堪称算法界的《九阴真经》基础篇：

public class BinarySearchStandard {
   
    /**
     * 经典迭代式二分查找
     * @param arr 已排序数组（升序）
     * @param target 搜索目标
     * @return 目标索引或-1
     */
    public static int iterativeSearch(int[] arr, int target) {
   
        int left = 0, right = arr.length - 1;
        
        while (left <= right) {
   
            int mid = left + (right - left) / 2; // 防溢出写法
            
            if (arr[mid] == target) {
   
                return mid; // 精确命中
            } else if (arr[mid] < target) {
   
                left = mid + 1; // 向右突进
            } else {
   
                right = mid - 1; // 向左包抄
            }
        }
        return -1; // 目标不存在
    }
    
    public static void main(String[] args) {
   
        int[] data = {
   2,5,8,12,16,23,38,56,72,91};
        System.out.println(iterativeSearch(data, 56));  // 输出7
        System.out.println(iterativeSearch(data, 42));  // 输出-1
    }
}

工程化要点：

• 使用left + (right - left)/2代替(left+right)/2，防止整数溢出（当数组长度超过10^9时会发生）
• 循环终止条件left <= right确保最后一个元素的检查
• 明确的变量命名（left/right代替low/high）提升可读性
  （图示：迭代法执行时的指针移动轨迹）

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二、递归实现：分治思想的优雅演绎

2.1 教科书式递归版本

当我们想要展示算法之美时，递归实现就像跳华尔兹般优雅：

public class BinarySearchRecursive {
   
    /**
     * 递归式二分查找入口
     * @param nums 已排序数组
     * @param target 搜索目标
     * @return 目标索引或-1
     */
    public static int search(int[] nums, int target) {
   
        return recursiveSearch(nums, target, 0, nums.length - 1);
    }

    private static int recursiveSearch(int[] nums, int target, int left,