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

来源：http://wely.iteye.com/blog/2329409