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Java实现二分查找的基本方法(附代码)

程序员文章站 2022-03-20 11:06:49
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本篇文章给大家带来的内容是关于Java实现二分查找的基本方法(附代码),有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对你有所帮助。

二分查找特别好理解,就类似于快排和归并当中用到的分治的思想,每次取中间数与目标数相比较,然后确定是大了还是小了,区间折半。

就比如:

小红选中了1-100中的某个数字(这个数字是56),要小明来猜,产生如下对话:

小明第一次猜测:68

小红:大了

小明第二次猜测:35

小红:小了

小明第三次猜测:58

小红:大了

小明第四次猜测:49

小红:小了

小明第五次猜测:54

小红:小了

小明第六次猜测:56

小红:bingo!!!

我们可以看到在上面的对话中,小明每次猜测都可以缩小区间,直到回答正确

二分查找就是这样的,比如我们现在有数组8,11,19,23,27,33,45,55,67,98,用二分查找如下图:Java实现二分查找的基本方法(附代码)

每次都可以缩小一半的区间,我们可以看到区间变化如下:

Java实现二分查找的基本方法(附代码)

当区间大小无限接近1的时候k = log2n,所以时间复杂度为O(logn)。

是不是特别好理解,下面是我用Java实现的简单的二分查找(备注:是最简单的实现,二分查找的变体很复杂还没掌握)

package com.structure.search;

/**
 * 二分查找法
 *
 * @author zhangxingrui
 * @create 2019-02-15 21:29
 **/
public class BinarySearch {

    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = new int[]{4, 6, 9, 19, 30, 40, 500, 3450, 50004, 4334343};
        System.out.println(binarySearch(nums, 0, nums.length - 1, 30));
        System.out.println(binarySearch(nums, 50004));
    }

    /**
     * @Author: xingrui
     * @Description: 二分查找法(针对有序数组且不存在重复元素-递归方式实现)
     * @Date: 21:37 2019/2/15
     */
    private static int binarySearch(int[] nums, int p, int r, int k){
        if(p > r)
            return -1;

        int mid = (p + r) / 2;
        if(nums[mid] == k)
            return mid;

        if(k > nums[mid])
            return binarySearch(nums, mid + 1, r, k);
        else
            return binarySearch(nums, p,  mid - 1, k);
    }

    /**
     * @Author: xingrui
     * @Description: 二分查找法(针对有序数组且不存在重复元素-循环实现)
     * @Date: 21:37 2019/2/15
     */
    private static int binarySearch(int[] nums, int k){
        int p = 0;
        int r = nums.length - 1;
        while (p <= r){
            int mid = (p + r) / 2;

            if(nums[mid] == k)
                return mid;

            if(k > nums[p])
                p = mid + 1;
            else
                r = mid - 1;
        }
        return -1;
    }

}

代码很简单,其中需要注意的就是边界条件p<=r。

从代码也可以看出,简单实现有很大的局限性,只能适用于有序的不存在重复数据的数组。

并且二分查找不太适合小规模的数据查询(因为小规模的数据查询没有必要),这个好理解;同时呢,也不适合太大的数据的查询,这又是为啥子呢?

就是因为上面提到的:二分查找适合底层使用数组的数据,但是数组呢又是一段连续的内存空间,当数据很大的时候如果要用二分查找,那么数据的底层实现就

只能用数组,这样就不太好了。假设我的数据有一个G,那么我就要申请1个G的连续内存空间,妈哟,怕吃饱球了。

以上就是Java实现二分查找的基本方法(附代码)的详细内容,更多请关注其它相关文章!

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