java实现四种常见二分法查找变形问题

最新推荐文章于 2024-11-07 22:56:37 发布

apacha1

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分类专栏：数据结构与算法文章标签：数据结构二分法 java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/apacha1/article/details/117421114

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本文详细介绍了使用二分查找算法在有序整数数组中查找指定值的第一个出现、最后一个出现、第一个大于等于给定值以及最后一个小于等于给定值的方法。每个搜索方法都通过比较中间元素来调整搜索范围，最终找到目标位置。示例代码展示了如何在给定数组中应用这些搜索策略。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1、查找第一个值等于给定值
2、查找最后一个值等于给定值
3、查找第一个值大于等于给定值
4、查找最后一个值小于等于给定值

/**
 * @author: zxh
 * @date: 2021/5/31 15:57
 */
public class BinarySearchTest {

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{2,3,5,8,9,9,9,11,11,12,14};
        System.out.println(search1(array,11,9));
        System.out.println(search2(array,11,9));
        System.out.println(search3(array,11,7));
        System.out.println(search4(array,11,10));
    }

    /**
     * 查找第一个值等于给定值的元素
     */
    private static int search1(int[] a, int n, int value) {
        int left = 0;
        int right = n - 1;
        while (left <= right){
            //中间下标
            int mid = left + ((right - left) >> 1);
            if (a[mid] > value){
                right = mid - 1;
            }else if (a[mid] < value){
                left = mid + 1;
            }else {
                //当该元素为第一个元素或该元素前一个值不跟其相等则为第一个符合条件
                if (mid == 0 || a[mid - 1] != value){
                    return mid;
                }else {
                    //从小到大第一个则右下标向左移
                    right = mid - 1;
                }
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 查找最后一个值等于给定值的元素
     */
    private static int search2(int[] a, int n, int value) {
        int left = 0;
        int right = n - 1;
        while (left <= right){
            //中间下标
            int mid = left + ((right - left) >> 1);
            if (a[mid] > value){
                right = mid - 1;
            }else if (a[mid] < value){
                left = mid + 1;
            }else {
                //当该元素为最后一个元素或该元素后一个值不跟其相等则为最后一个符合条件
                if (mid == (n - 1) || a[mid + 1] != value){
                    return mid;
                }else {
                    //从小到大第一个则左下标向右移
                    left = mid + 1;
                }
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 查找第一个值大于等于给定值的元素
     */
    private static int search3(int[] a, int n, int value) {
        int left = 0;
        int right = n - 1;
        while (left <= right){
            //中间下标
            int mid = left + ((right - left) >> 1);
            if (a[mid] >= value){
                //当该元素为第一个元素或该元素前一个值小于给定值则为第一个符合条件
                if (mid == 0 || a[mid - 1] < value){
                    return mid;
                }else {
                    //从小到大第一个则右下标向左移
                    right = mid - 1;
                }
            }else {
                left = mid + 1;
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 查找最后一个值小于等于给定值的元素
     */
    private static int search4(int[] a, int n, int value) {
        int left = 0;
        int right = n - 1;
        while (left <= right){
            //中间下标
            int mid = left + ((right - left) >> 1);
            if (a[mid] > value){
                right = mid - 1;
            }else {
                //当该元素为最后一个元素或该元素后一个值大于给定值则为最后一个符合条件
                if (mid == (n - 1) || a[mid + 1] > value){
                    return mid;
                }else {
                    //从小到大第一个则左下标向右移
                    left = mid + 1;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
}