74、搜索与排序算法：原理、实现与效率分析

搜索与排序算法：原理、实现与效率分析

在计算机科学中，搜索和排序是两个非常重要的操作。搜索用于在数据集中查找特定的元素，而排序则是将数据集按照一定的顺序排列。本文将详细介绍二分搜索、选择排序、插入排序和归并排序这几种常见的算法，包括它们的原理、实现和效率分析。

1. 二分搜索

二分搜索是一种高效的搜索算法，它要求被搜索的数组是有序的。以下是二分搜索的基本步骤：
1. 初始化数组的低端索引 low 为 0，高端索引 high 为数组长度减 1，中间索引 middle 为 (low + high) / 2 。
2. 将中间元素的值与搜索键进行比较：
- 如果中间元素的值等于搜索键，则返回中间索引。
- 如果中间元素的值大于搜索键，则将高端索引 high 更新为 middle - 1 。
- 如果中间元素的值小于搜索键，则将低端索引 low 更新为 middle + 1 。
3. 重复步骤 2，直到找到搜索键或 low 大于 high 。

以下是二分搜索的 Java 代码实现：

// 假设这里有 binarySearch 方法的实现
// 代码未给出完整，仅示意
public static int binarySearch(int[] data, int