java實現二分查找的變種（Java實現二分查找）

本文目錄一覽：

• 1、用Java語言編寫對整型數組進行二分查找的程序。
• 2、什麼叫java中的二分查找法
• 3、怎麼樣利用二分法查找數據中的字串JAVA

用Java語言編寫對整型數組進行二分查找的程序。

public class BinarySearchDemo {

public static void main(String[] args) {

int[] a = new int[]{1,5,7,9,11,18,23,48,69};

int point = new BinarySearchDemo().binarySearch(a, 23);

if(point == -1)

System.out.println(“在數組中未查找到數23”);

else

System.out.println(“數字23是數組中第 ” + (point + 1) + ” 位數”);

}

/**

* 二分法查找一個整數在整型數組中的位置

*

* 算法思路：首先得到數組a的最小值和最大值的下標，分別是：low和high，接着求出值位於數組中間那個數的下標middle

* 然後再將這個middle對應的數組中的數和待查找的數num進行比較，如果相等，則表示已查找到，如果num a[middle]

* 則說明num位於a[low]和a[middle]之間，於是將a[middle – 1]設為較大值，繼續求出此時對應的a[middle]，

* 再進行比較，其他情況可依次類推。一直到low=high，如果此時還沒有在數組a中查找到，則說明該數組a中沒有值num，返回-1

*

* @param a 給定的整型數組

* @param num 待查找的數 num

*

* @return 返回整數num在數組a中的位置下標，如果未查找到則返回-1

* */

public int binarySearch(int[] a,int num){

int low = 0;

int high = a.length – 1;

while(low = high){

int middle = (low + high) / 2;

if(num == a[middle])

return middle;

else if(num a[middle])

high = middle – 1;

else

low = middle + 1;

}

return -1;

}

}

程序基本上就是這樣了，其中注釋中有詳細的解釋說明

什麼叫java中的二分查找法

1、算法概念。

二分查找算法也稱為折半搜索、二分搜索，是一種在有序數組中查找某一特定元素的搜索算法。請注意這種算法是建立在有序數組基礎上的。

2、算法思想。

①搜素過程從數組的中間元素開始，如果中間元素正好是要查找的元素，則搜素過程結束；

②如果某一特定元素大於或者小於中間元素，則在數組大於或小於中間元素的那一半中查找，而且跟開始一樣從中間元素開始比較。

③如果在某一步驟數組為空，則代表找不到。

這種搜索算法每一次比較都使搜索範圍縮小一半。

3、實現思路。

①找出位於數組中間的值，並存放在一個變量中（為了下面的說明，變量暫時命名為temp）；

②需要找到的key和temp進行比較；

③如果key值大於temp，則把數組中間位置作為下一次計算的起點；重複① ②。

④如果key值小於temp，則把數組中間位置作為下一次計算的終點；重複① ② ③。

⑤如果key值等於temp，則返回數組下標，完成查找。

4、實現代碼。

/**

     * description : 二分查找。

     * @param array 需要查找的有序數組

     * @param from 起始下標

     * @param to 終止下標

     * @param key 需要查找的關鍵字

     * @return

     */

    public static E extends ComparableE int binarySearch(E[] array, int from, int to, E key) throws Exception {

        if (from  0 || to  0) {

            throw new IllegalArgumentException(“params from  length must larger than 0 .”);

        }

        if (from = to) {

            int middle = (from  1) + (to  1); // 右移即除2

            E temp = array[middle];

            if (temp.compareTo(key)  0) {

                to = middle – 1;

            } else if (temp.compareTo(key)  0) {

                from = middle + 1;

            } else {

                return middle;

            }

        }

        return binarySearch(array, from, to, key);

    }

怎麼樣利用二分法查找數據中的字串JAVA

二分查找也稱折半查找（Binary Search），它是一種效率較高的查找方法。但是，折半查找要求線性表必須採用順序存儲結構，而且表中元素按關鍵字有序排列。

二分查找優缺點

優點是比較次數少，查找速度快，平均性能好；

其缺點是要求待查表為有序表，且插入刪除困難。

因此，折半查找方法適用於不經常變動而查找頻繁的有序列表。

使用條件：查找序列是順序結構，有序。

過程

首先，假設表中元素是按升序排列，將表中間位置記錄的關鍵字與查找關鍵字比較，如果兩者相等，則查找成功；否則利用中間位置記錄將表分成前、後兩個子表，如果中間位置記錄的關鍵字大於查找關鍵字，則進一步查找前一子表，否則進一步查找後一子表。重複以上過程，直到找到滿足條件的記錄，使查找成功，或直到子表不存在為止，此時查找不成功。

利用循環的方式實現二分法查找

public class BinarySearch {

public static void main(String[] args) {

// 生成一個隨機數組        int[] array = suiji();

// 對隨機數組排序        Arrays.sort(array);

System.out.println(“產生的隨機數組為： ” + Arrays.toString(array));

System.out.println(“要進行查找的值： “);

Scanner input = new Scanner(System.in);

// 進行查找的目標值        int aim = input.nextInt();

// 使用二分法查找        int index = binarySearch(array, aim);

System.out.println(“查找的值的索引位置： ” + index);

}

/**     * 生成一個隨機數組     *

* @return 返回值，返回一個隨機數組     */

private static int[] suiji() {

// random.nextInt(n)+m  返回m到m+n-1之間的隨機數        int n = new Random().nextInt(6) + 5;

int[] array = new int[n];

// 循環遍歷為數組賦值        for (int i = 0; i array.length; i++) {

array[i] = new Random().nextInt(100);

}

return array;

}

/**     * 二分法查找  —循環的方式實現     *

* @param array 要查找的數組     * @param aim 要查找的值     * @return 返回值，成功返回索引，失敗返回-1     */

private static int binarySearch(int[] array, int aim) {

// 數組最小索引值        int left = 0;

// 數組最大索引值        int right = array.length – 1;

int mid;

while (left = right) {

mid = (left + right) / 2;

// 若查找數值比中間值小，則以整個查找範圍的前半部分作為新的查找範圍            if (aim array[mid]) {

right = mid – 1;

// 若查找數值比中間值大，則以整個查找範圍的後半部分作為新的查找範圍            } else if (aim array[mid]) {

left = mid + 1;

// 若查找數據與中間元素值正好相等，則放回中間元素值的索引      } else {

return mid;

}

}

return -1;

}}

運行結果演示：

由以上運行結果我們得知，如果要查找的數據在數組中存在，則輸出該數據在數組中的索引；如果不存在則輸出 -1 ，也就是打印 -1 則該數在數組中不存在，反之則存在。

四、利用遞歸的方式實現二分法查找

public class BinarySearch2 {

public static void main(String[] args) {

// 生成一個隨機數組        int[] array = suiji();

// 對隨機數組排序        Arrays.sort(array);

System.out.println(“產生的隨機數組為： ” + Arrays.toString(array));

System.out.println(“要進行查找的值： “);

Scanner input = new Scanner(System.in);

// 進行查找的目標值        int aim = input.nextInt();

// 使用二分法查找        int index = binarySearch(array, aim, 0, array.length – 1);

System.out.println(“查找的值的索引位置： ” + index);

}

/**     * 生成一個隨機數組     *     * @return 返回值，返回一個隨機數組     */

private static int[] suiji() {

// Random.nextInt(n)+m  返回m到m+n-1之間的隨機數        int n = new Random().nextInt(6) + 5;

int[] array = new int[n];

// 循環遍歷為數組賦值        for (int i = 0; i array.length; i++) {

array[i] = new Random().nextInt(100);

}

return array;

}

/**     * 二分法查找 —遞歸的方式     *     * @param array 要查找的數組     * @param aim   要查找的值     * @param left  左邊最小值     * @param right 右邊最大值     * @return 返回值，成功返回索引，失敗返回-1     */

private static int binarySearch(int[] array, int aim, int left, int right) {

if (aim array[left] || aim array[right]) {

return -1;

}

// 找中間值        int mid = (left + right) / 2;

if (array[mid] == aim) {

return mid;

} else if (array[mid] aim) {

//如果中間值大於要找的值則從左邊一半繼續遞歸            return binarySearch(array, aim, left, mid – 1);

} else {

//如果中間值小於要找的值則從右邊一半繼續遞歸            return binarySearch(array, aim, mid + 1, array.length-1);

}

}}

運行結果演示：

總結：

遞歸相較於循環，代碼比較簡潔，但是時間和空間消耗比較大，效率低。在實際的學習與工作中，根據情況選擇使用。通常我們如果使用循環實現代碼只要不是太繁瑣都選擇循環的方式實現~