二分查找算法的思路
在进行二分查找之前我们首先要明确一点,那就是要想使用二分查找,给的必须是一个有序序列,否则此方法无效
二分查找的思路其实很简单,就是将给定的序列从中间数分成两份,左边这一份都比中间数小,右边这一份都比中间数大,然后我们将要找的值和这个中间值比较大小,如果目标值比中间值大,说明目标值在右边这一份里,这时我们只需将右边这一份当作一个新的有序数组,再从其中间值分成两份,然后继续比较(即递归)直到找到目标。
二分查找代码
package search;
import java.util.Arrays;
public class BinarySearch {
public static void main(String[] args) {
// int [] arr = new int[100];
// for(int i = 0; i < 100; i++) {
// arr[i] = i + 1;
// }
int arr[] = { 1, 8, 10, 89,1000,1000, 1234 };
int index = binarySearch(arr, 0, arr.length - 1, 1234);
System.out.println("index = " + index);
//System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public static int binarySearch(int[] arr, int left, int right, int findVal) {
// 当 left > right 时,说明递归整个数组,但是没有找到
if (left > right) {
return -1;
}
int mid = (left + right) / 2;
int midVal = arr[mid];
if (findVal > midVal) { // 向 右递归
return binarySearch(arr, mid + 1, right, findVal);
} else if (findVal < midVal) { // 向左递归
return binarySearch(arr, left, mid - 1, findVal);
} else {
return mid;
}
}
二分查找的缺陷及优化
现在我们抛开时间复杂度不谈,二分查找的缺陷就是,你只能查找出目标值的一个索引,意思就是说,如果有相同的值,你只能找到其中一个,其他的找不到,因为二分查找一旦找到目标值他就直接返回目标值了,所以为了能查出所有目标值的索引,当找到目标值的时候,我们不直接返回,我们用一个集合先将它的索引存起来,然后继续查找,直到找完,然后返回这个集合
直接上代码
package search;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//注意:使用二分查找的前提是 该数组是有序的.
public class BinarySearch {
public static void main(String[] args) {
//int arr[] = { 1, 8, 10, 89,1000,1000, 1234 };
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 , 11, 12, 13,14,15,16,17,18,19,20 };
List<Integer> resIndexList = binarySearch2(arr, 0, arr.length - 1, 1);
System.out.println("resIndexList=" + resIndexList);
}
public static List<Integer> binarySearch2(int[] arr, int left, int right, int findVal) {
System.out.println("hello~");
// 当 left > right 时,说明递归整个数组,但是没有找到
if (left > right) {
return new ArrayList<Integer>();
}
int mid = (left + right) / 2;
int midVal = arr[mid];
if (findVal > midVal) { // 向 右递归
return binarySearch2(arr, mid + 1, right, findVal);
} else if (findVal < midVal) { // 向左递归
return binarySearch2(arr, left, mid - 1, findVal);
} else {
// * 思路分析
// * 1. 在找到mid 索引值,不要马上返回
// * 2. 向mid 索引值的左边扫描,将所有满足 1000, 的元素的下标,加入到集合ArrayList
// * 3. 向mid 索引值的右边扫描,将所有满足 1000, 的元素的下标,加入到集合ArrayList
// * 4. 将Arraylist返回
List<Integer> resIndexlist = new ArrayList<Integer>();
//向mid 索引值的左边扫描,将所有满足 1000, 的元素的下标,加入到集合ArrayList
int temp = mid - 1;
while(true) {
if (temp < 0 || arr[temp] != findVal) {//退出
break;
}
//否则,就temp 放入到 resIndexlist
resIndexlist.add(temp);
temp -= 1; //temp左移
}
resIndexlist.add(mid); //
//向mid 索引值的右边扫描,将所有满足 1000, 的元素的下标,加入到集合ArrayList
temp = mid + 1;
while(true) {
if (temp > arr.length - 1 || arr[temp] != findVal) {//退出
break;
}
//否则,就temp 放入到 resIndexlist
resIndexlist.add(temp);
temp += 1; //temp右移
}
return resIndexlist;
}
}
}