java 二分法算法的实例

java 二分法算法的实例

1、前提：二分查找的前提是需要查找的数组必须是已排序的，我们这里的实现默认为升序

2、原理：将数组分为三部分，依次是中值（所谓的中值就是数组中间位置的那个值）前，中值，中值后；将要查找的值和数组的中值进行比较，若小于中值则在中值前面找，若大于中值则在中值后面找，等于中值时直接返回。然后依次是一个递归过程，将前半部分或者后半部分继续分解为三部分。可能描述得不是很清楚，若是不理解可以去网上找。从描述上就可以看出这个算法适合用递归来实现，可以用递归的都可以用循环来实现。所以我们的实现分为递归和循环两种，可以根据代码来理解算法

3、实现：

代码如下

 
package org.cyxl.algorithm.search; 
 
/** 
 * 二分查找 
 * @author cyxl 
 * 
 */ 
public class binarysearch { 
  private int rcount=0; 
  private int lcount=0; 
   
  /** 
   * 获取递归的次数 
   * @return 
   */ 
  public int getrcount() { 
    return rcount; 
  } 
 
  /** 
   * 获取循环的次数 
   * @return 
   */ 
  public int getlcount() { 
    return lcount; 
  } 
 
  /** 
   * 执行递归二分查找，返回第一次出现该值的位置 
   * @param sorteddata  已排序的数组 
   * @param start     开始位置 
   * @param end      结束位置 
   * @param findvalue   需要找的值 
   * @return       值在数组中的位置，从0开始。找不到返回-1 
   */ 
  public int searchrecursive(int[] sorteddata,int start,int end,int findvalue) 
  { 
    rcount++; 
    if(start<=end) 
    { 
      //中间位置 
      int middle=(start+end)>>1;  //相当于(start+end)/2 
      //中值 
      int middlevalue=sorteddata[middle]; 
       
      if(findvalue==middlevalue) 
      { 
        //等于中值直接返回 
        return middle; 
      } 
      else if(findvalue<middlevalue) 
      { 
        //小于中值时在中值前面找 
        return searchrecursive(sorteddata,start,middle-1,findvalue); 
      } 
      else 
      { 
        //大于中值在中值后面找 
        return searchrecursive(sorteddata,middle+1,end,findvalue); 
      } 
    } 
    else 
    { 
      //找不到 
      return -1; 
    } 
  } 
   
  /** 
   * 循环二分查找，返回第一次出现该值的位置 
   * @param sorteddata  已排序的数组 
   * @param findvalue   需要找的值 
   * @return       值在数组中的位置，从0开始。找不到返回-1 
   */ 
  public int searchloop(int[] sorteddata,int findvalue) 
  { 
    int start=0; 
    int end=sorteddata.length-1; 
     
    while(start<=end) 
    { 
      lcount++; 
      //中间位置 
      int middle=(start+end)>>1;  //相当于(start+end)/2 
      //中值 
      int middlevalue=sorteddata[middle]; 
       
      if(findvalue==middlevalue) 
      { 
        //等于中值直接返回 
        return middle; 
      } 
      else if(findvalue<middlevalue) 
      { 
        //小于中值时在中值前面找 
        end=middle-1; 
      } 
      else 
      { 
        //大于中值在中值后面找 
        start=middle+1; 
      } 
    } 
    //找不到 
    return -1; 
  } 
} 

4、测试代码  

package org.cyxl.algorithm.search.test; 
 
import org.cyxl.algorithm.search.binarysearch; 
import org.junit.test; 
 
 
public class binarysearchtest { 
  @test 
  public void testsearch() 
  { 
    binarysearch bs=new binarysearch(); 
     
    int[] sorteddata={1,2,3,4,5,6,6,7,8,8,9,10}; 
    int findvalue=9; 
    int length=sorteddata.length; 
     
    int pos=bs.searchrecursive(sorteddata, 0, length-1, findvalue); 
    system.out.println("recursice:"+findvalue+" found in pos "+pos+";count:"+bs.getrcount()); 
    int pos2=bs.searchloop(sorteddata, findvalue); 
     
    system.out.println("loop:"+findvalue+" found in pos "+pos+";count:"+bs.getlcount()); 
  } 
} 

5、总结：这种查找方式的使用场合为已排序的数组。可以发现递归和循环的次数是一样的

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