Java语言实现二分查找（可查询重复数据）

文章目录

二分查找
- 1.前言
- 2.算法思想
- 3.图示
- 4.优缺点
- 5.代码实现
- - 标准二分查找
  - 拓展：可以查询重复值

二分查找

1.前言

二分查找是一种查询效率非常高的查找算法，又称为折半查找。

用递归思想来实现二分查找较为形象并且代码可读性强，因此本文中将介绍二分查找的思想，代码实现以及重复值查找的拓展。

2.算法思想

使用二分查找的前提是在一组有序的序列下进行，每次以序列的中间位置的数作为标准与带查找的数进行比较，从而调整查找方向，并且缩小查找范围，直至匹配成功。

3.图示

4.优缺点

优点：比较次数少，查找速度快，平均性能较好
缺点：要求待查表为有序表，并且插入删除困难

因此二分查找适用于不经常变动且查找频繁的有序列表。

5.代码实现

标准二分查找

/**** @param array     有序数组* @param left      左边的索引* @param right     右边的索引* @param findValue 要查找的值* @return   如果找到返回下标 否则返回-1*/
public static int binarySearch(int[] array,int left,int right,int findValue)
{//更新mid值从而缩小查找范围int mid = (left + right)/2;//作为查找标准 通过比较midValue和findValue来调整查找方向int midValue = array[mid];//递归终止条件//-->当left索引值移动至right右方则说明该序列表已经查找完毕,但仍然未匹配到相等的值if (left > right){return -1;}//查找的值在标准值右方if (findValue > midValue){//调整left值,向右递归return binarySearch(array, mid+1, right, findValue);}//查找的值在标准值左方else if (findValue < midValue){//调整right值,向左递归return binarySearch(array, left, mid-1, findValue);}//匹配成功else{//返回索引值return mid;}
}

测试

/*** 二分查找的前提:数组是有序的* @param args*/
public static void main(String[] args)
{int[] array = {1,8,10,89,1000,1989};int index = binarySearch(array, 0, array.length-1, 1000);System.out.println(index);
}//---------------------------------------------------测试结果------------------------------------------------------
待查找的值为1000,在该序列中的索引值为:4

拓展：可以查询重复值

/*** 思路分析:*    1.在找到查找的值的索引值时不要立刻返回索引*    2.在索引值左边进行遍历，将所有等于当前索引值的元素下表添加到集合ArrayList中*    3.在索引值右边进行遍历，将所有等于当前索引值的元素下表添加到集合ArrayList中*    4.返回ArrayList* @param array     数组* @param left      左边的索引* @param right     右边的索引* @param findValue 要查找的值* @return   如果找到返回下标 否则返回-1*/
public static List<Integer> binarySearchMut(int[] array,int left,int right,int findValue)
{int mid = (left + right)/2;int midValue = array[mid];//存储索引值的列表ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();if (left > right){//如果没有找到值返回-1arrayList.add(-1);return arrayList;}if (findValue > midValue){return binarySearchMut(array, mid+1, right, findValue);}else if (findValue < midValue){return binarySearchMut(array, left, mid-1, findValue);}else{//用于左右遍历查找相同值的辅助遍历指针int temp = mid - 1;//向左遍历while (true){if (temp < 0 || array[temp] != midValue){break;}arrayList.add(temp);temp--;}arrayList.add(mid);temp = mid + 1;//向右遍历while (true){if (temp > array.length - 1 || array[temp] != midValue){break;}arrayList.add(temp);temp++;}return arrayList;}
}

以上。

如有不足或错误欢迎评论指正。

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