Java中Collections的binarySearch()方法

本文介绍了Java中Collections类的binarySearch方法的两种用法,一种适用于实现了Comparable接口的对象列表,另一种适用于通过Comparator进行比较的对象列表,并提供了具体的代码示例。

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Java中Collections的binarySearch方法
方法一

文章转自:https://www.cnblogs.com/stonesingsong/p/6548646.html

public static <T> int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key)

此方法传入一个实现了Comparable接口的对象类的列表和要查找的元素。

创建实现了Comparable接口的对象类

public class Student1 implements Comparable<Student1> {

    private String name;
    private int age;

    public Student1() {
    }

    public Student1(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student1 s) {
        int num = this.age - s.age;
        int num1 = (num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num);
        return num1;
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

import cn.stone.comparable_comparator.Student1;

public class Student1Test {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student1> list1 = new ArrayList<Student1>();
        list1.add(new Student1("林青霞", 27));
        list1.add(new Student1("风清扬", 30));
        list1.add(new Student1("刘晓曲", 28));
        list1.add(new Student1("武鑫", 29));
        list1.add(new Student1("林青霞", 27));
        
        int index=Collections.binarySearch(list1, new Student1("林青霞", 27));
        System.out.println(index);
    }
}

方法二

public static <T> int binarySearch(List<? extends T> list, T key, Comparator<? super T> c)

此方法传入一个列表,要查找的元素,以及一个比较器。

创建对象类

public class Student2 {

    private String name;
    private int age;

    public Student2() {
    }

    public Student2(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }
}
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
import cn.stone.comparable_comparator.Student2;

public class Student2Test {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student2> list2 = new ArrayList<Student2>();
        list2.add(new Student2("林青霞", 27));
        list2.add(new Student2("风清扬", 30));
        list2.add(new Student2("刘晓曲", 28));
        list2.add(new Student2("武鑫", 29));
        list2.add(new Student2("林青霞", 27));

        int index1 = Collections.binarySearch(list2, new Student2("林青霞", 27),
                new MyComparator());
        System.out.println(index1);
    }
}

class MyComparator implements Comparator<Student2> {
    @Override
    public int compare(Student2 s1, Student2 s2) {
        int num = s1.getAge() - s2.getAge();
        int num1 = (num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num);
        return num1;
    }
}

注1:排序必须是升序

注2:方法二比较器也可采用匿名类实现

<think>好的,我现在要帮助用户了解如何在Java中使用Arrays类的binarySearch方法。首先,我需要回忆一下自己对这个方法的了解,并结合提供的引用内容来组织回答。 用户的问题是关于Java中Arrays.binarySearch的使用说明和示例教程。根据引用内容,特别是引用[2]和引用[4],binarySearch是Arrays工具类的一个常见方法,用于在已排序的数组中进行二分查找。同时,引用[3]提到了方法的声明,包括参数:数组a,起始索引fromIndex,结束索引toIndex,以及要查找的key。 首先,我需要明确binarySearch的基本用法。用户可能需要知道该方法的前提条件,比如数组必须是有序的,否则结果不可预测。这一点很重要,如果用户没有先对数组排序,使用binarySearch可能会得到错误的答案。 接下来,引用[1]提供了一个示例,虽然是用package cn.sxt的,但可能用户需要更通用的示例。可能需要展示不同数据类型的数组查找,比如int、String等,这样用户可以看到不同情况下的使用方式。 另外,返回值的解释也很关键。当找到元素时,返回对应的索引;未找到时,返回负数,这个负数的值表示插入点。需要详细说明这一点,可能用户在实际应用中需要处理未找到的情况,比如插入元素以维持排序。 还要注意方法的重载版本。根据引用[3],有接受fromIndex和toIndex的方法,允许在数组的某个子范围内进行查找。这可能对用户有用,特别是当只需要处理数组的一部分时。 此外,引用[4]提到,Arrays.binarySearch适用于原始数据类型数组,而Collections.binarySearch适用于对象集合。这可能是一个需要区分的点,避免用户混淆两种方法的使用场景。 现在,我需要将这些信息结构化,分步骤说明使用步骤,注意事项,并给出示例代码。同时,要确保示例正确,语法正确,符合用户的实际应用场景。比如,先对数组排序,再调用binarySearch,处理返回值。 还要考虑用户可能的常见错误,比如未排序数组直接查找,或者错误处理返回值。在注意事项部分强调这些点,帮助用户避免常见陷阱。 最后,生成相关问题,引导用户深入理解,比如关于返回值处理、未排序数组的影响、自定义比较器的使用等。这些问题应覆盖用户可能遇到的后续疑问。 总结回答结构: 1. 方法概述:作用、前提条件。 2. 方法重载形式:不同参数的方法。 3. 使用步骤:排序、调用、处理结果。 4. 示例代码:不同数据类型的例子。 5. 注意事项:排序的重要性、返回值含义。 6. 相关问题:扩展用户可能的问题。 需要确保回答符合用户的语言要求,使用中文,LaTeX格式正确,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,虽然这个问题可能不涉及数学公式,但需要检查是否有需要的地方。例如,如果提到算法时间复杂度,可以提到$O(\log n)$,但根据引用内容,可能不需要。不过用户的问题集中在使用说明,可能不需要数学表达式,但系统级指令要求所有行内数学表达式使用正确格式,需要注意是否有相关内容。 最后,引用标记要正确添加,比如在提到排序的必要性时,引用对应的引用来源,但根据提供的引用内容,可能引用[2]和[4]更相关。需要检查引用是否准确,并自然地插入到回答中。</think>### Java中Arrays.binarySearch方法使用说明 #### 1. 方法概述 `Arrays.binarySearch()` 是Java中用于在**已排序数组**中快速查找指定元素的工具方法,基于二分查找算法实现,时间复杂度为 $O(\log n)$[^2]。使用前必须确保数组已按升序排列,否则结果不可预测[^4]。 #### 2. 方法重载形式 ```java // 完整数组查找 static int binarySearch(数据类型[] a, 数据类型 key) // 指定范围查找(fromIndex包含,toIndex不包含) static int binarySearch(数据类型[] a, int fromIndex, int toIndex, 数据类型 key) ``` 支持的数据类型包括:`int`, `long`, `double`, `float`, `byte`, `char`, `short`, `Object`, `T[]`(泛型数组)[^3]。 --- #### 3. 使用步骤 1. **排序数组**:调用 `Arrays.sort()` 对目标数组排序。 2. **调用查找**:使用 `binarySearch()` 查找元素。 3. **处理结果**: - **找到元素**:返回非负索引。 - **未找到元素**:返回负数,值为 `-(插入点 + 1)`(插入点表示元素应插入的位置)。 --- #### 4. 示例代码 ##### 示例1:整型数组查找 ```java import java.util.Arrays; public class BinarySearchDemo { public static void main(String[] args) { int[] arr = {5, 3, 9, 1, 7}; Arrays.sort(arr); // 排序后数组为 [1, 3, 5, 7, 9] int index1 = Arrays.binarySearch(arr, 5); // 返回 2 int index2 = Arrays.binarySearch(arr, 6); // 返回 -4(插入点为3) } } ``` ##### 示例2:字符串数组范围查找 ```java String[] words = {"apple", "banana", "grape", "orange"}; Arrays.sort(words); // 排序后为 ["apple", "banana", "grape", "orange"] // 在索引1到3("banana", "grape")中查找"grape" int index = Arrays.binarySearch(words, 1, 3, "grape"); // 返回2 ``` ##### 示例3:对象数组查找(需实现Comparable接口) ```java class Student implements Comparable<Student> { String name; int score; // 省略构造方法和compareTo()... } Student[] students = new Student[3]; students[0] = new Student("Tom", 85); students[1] = new Student("Alice", 90); students[2] = new Student("Bob", 78); Arrays.sort(students); // 按分数排序 int pos = Arrays.binarySearch(students, new Student("Alice", 90)); // 返回1 ``` --- #### 5. 注意事项 1. **必须预先排序**:未排序的数组调用此方法会导致错误结果。 2. **重复元素**:若存在多个相同元素,返回值不保证是第一个出现的位置。 3. **自定义排序规则**:对对象数组需实现 `Comparable` 接口,或使用重载方法传入 `Comparator`。 4. **范围参数**:`fromIndex` 需小于等于 `toIndex`,否则抛出 `IllegalArgumentException`。 ---
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