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【查找】二分查找

程序员文章站 2024-03-17 19:43:16
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1、二分查找

请对一个有序数组进行二分查找 {1,8, 10, 89, 1000, 1234} ,输入一个数看看该数组是否存在此数,并且求出下标,如果没有就提示"没有这个数"。

2、二分查找思路

  1. 首先确定该数组的中间的下标mid = (left + right) / 2;

  2. 然后让需要查找的数 findVal 和 arr[mid] 比较

    (1)findVal > arr[mid] ,说明你要查找的数在mid 的右边, 因此需要递归向右查找;

    (2)findVal < arr[mid], 说明你要查找的数在mid 的左边, 因此需要递归向左查找;

    (3) findVal == arr[mid] 说明找到,就返回。

   3.什么时候我们需要结束递归

        (1)找到就结束递归

        (2)递归完整个数组,仍然没有找到findVal ,也需要结束递归 当 left > right 就需要退出。

(a)递归代码

/**
	 * 【默认数组是升序的】
	 * @param arr:数组
	 * @param left:左侧索引
	 * @param right:右侧索引
	 * @param value:查找的值
	 * @return:如果找到就返回下标,如果没有找到就返回下标
	 */
	public static int binarySearch(int[] arr, int left, int right, int findValue) {
		
		//当left>right时,说明递归完毕
		if(left>right){
			return -1;
		}
		
		int mid = (left + right) / 2; // 得到中间索引
		int midValue = arr[mid]; // 得到中间数据

		// 查找的值大于中间的值,向右递归
		if (findValue > midValue) {
			return binarySearch(arr, mid + 1, right, findValue);
		} else if (findValue < midValue) {
			// 向左递归
			return binarySearch(arr, left, mid - 1, findValue);
		} else {
			return mid;
		}
	}

测试代码

	int[] arr = { 1, 8, 10, 89,89,89,1000, 1234 };
		
		int resIndex=binarySearch(arr,0,arr.length-1,89);
		
		if(resIndex == -1){
			System.out.println("没有这个数......");
		}else{
			System.out.println("找到了,下标是"+resIndex);
		}

(b)非递归

//二分查找,非递归
	public static int binarySearch01(int[] arr,int left,int right,int findValue){
		int i = left;
		int j = right;

		while (i <= j) {
			int mid = (i + j) / 2;    //得到中间下标
			if(findValue>arr[mid]){
				//向右找,换左下标
				i = mid+1;
			}else if(findValue<arr[mid]){
				//向左找,换右下标
				j = mid-1;
			}else{
				return mid;
			}
		}
		return -1;
	}

 

3、思考

{1,8, 10, 89, 1000, 1000,1234} 当一个有序数组中,有多个相同的数值时,如何将所有的数值都查找到,比如这里的 1000。

思路分析

(1)在找到mid索引值时,不要马上返回;

(2)向mid索引值左边扫描,将所有满足1000的元素的下标,加入到集合ArrayList中;

(3)向mid索引值右边扫面,将所有满足1000的元素的下标,极速到集合ArrayList中;

(4)将ArrayList返回就行。

代码实现

public static List<Integer>binarySearch02(int[] arr,int left,int right,int findValue){
		
		if (left > right) {
			return new ArrayList<Integer>();   //返回空的ArrayList
		}

		int mid = (left + right) / 2;
		int midValue = arr[mid];
		if (findValue > midValue) {
			// 向右递归
			return binarySearch02(arr, mid + 1, right, findValue);
		} else if (findValue < midValue) {
			// 向左递归
			return binarySearch02(arr, left, mid - 1, findValue);
		} else {
			/*
			 * 1、在找到mid索引值时,不要马上返回 
			 * 2、向mid索引值左边扫描,将所有满足1000的元素的下标,加入到集合ArrayList中
			 * 3、向mid索引值右边扫面,将所有满足1000的元素的下标,极速到集合ArrayList中 
			 * 4、将ArrayList返回就行
			 */
			// 创建ArrayList
			List<Integer> resIndexList = new ArrayList<Integer>();
			
			// 向左边扫描
			int temp = mid - 1;
			while (true) {
				if (temp < 0 || arr[temp] != findValue) {
					//退出
					break;
				}
				//否则就把temp放到resIndexList
				resIndexList.add(temp);
				temp--;     //temp左移
			}
			resIndexList.add(mid);       //将中间这个放进resIndexList中
			
			//向右边扫描
			temp = mid+1;
			while(true){
				if(temp>arr.length-1||arr[temp]!=findValue){
					break;
				}
				
				//否则就把temp放到resIndexList
				resIndexList.add(temp);
				temp++;
				
			}
			return resIndexList;
			
		}
		
	}

测试

List<Integer> resIndexList = binarySearch02(arr,0,arr.length,809);
		
System.out.println("resIndexList="+resIndexList);