用二分法查找（折半查找）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采用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，而且表中元素按關(guān)鍵字有序排列。

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二分查找優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)是比較次數(shù)少，查找速度快，平均性能好；

其缺點(diǎn)是要求待查表為有序表，且插入刪除困難。

因此，折半查找方法適用于不經(jīng)常變動(dòng)而查找頻繁的有序列表。

使用條件：查找序列是順序結(jié)構(gòu)，有序。

過(guò)程

首先，假設(shè)表中元素是按升序排列，將表中間位置記錄的關(guān)鍵字與查找關(guān)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、后兩個(gè)子表，如果中間位置記錄的關(guān)鍵字大于查找關(guān)鍵字，則進(jìn)一步查找前一子表，否則進(jìn)一步查找后一子表。重復(fù)以上過(guò)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(shí)查找不成功。

利用循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)二分法查找

public class BinarySearch {

public static void main(String[] args) {

// 生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)組 ? ? ? ?int[] array = suiji();

// 對(duì)隨機(jī)數(shù)組排序 ? ? ? ?Arrays.sort(array);

System.out.println("產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)組為： " + Arrays.toString(array));

System.out.println("要進(jìn)行查找的值： ");

Scanner input = new Scanner(System.in);

// 進(jìn)行查找的目標(biāo)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(gè)隨機(jī)數(shù)組 ? ? *

* @return 返回值，返回一個(gè)隨機(jī)數(shù)組 ? ? */

private static int[] suiji() {

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

int[] array = new int[n];

// 循環(huán)遍歷為數(shù)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(huán)的方式實(shí)現(xiàn) ? ? *

* @param array 要查找的數(shù)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(shù)組最小索引值 ? ? ? ?int left = 0;

// 數(shù)組最大索引值 ? ? ? ?int right = array.length - 1;

int mid;

while (left = right) {

mid = (left + right) / 2;

// 若查找數(shù)值比中間值小，則以整個(gè)查找范圍的前半部分作為新的查找范圍 ? ? ? ? ? ?if (aim array[mid]) {

right = mid - 1;

// 若查找數(shù)值比中間值大，則以整個(gè)查找范圍的后半部分作為新的查找范圍 ? ? ? ? ? ?} else if (aim array[mid]) {

left = mid + 1;

// 若查找數(shù)據(jù)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(yùn)行結(jié)果演示：

由以上運(yùn)行結(jié)果我們得知，如果要查找的數(shù)據(jù)在數(shù)組中存在，則輸出該數(shù)據(jù)在數(shù)組中的索引；如果不存在則輸出 -1 ，也就是打印 -1 則該數(shù)在數(shù)組中不存在，反之則存在。

四、利用遞歸的方式實(shí)現(xiàn)二分法查找

public class BinarySearch2 {

public static void main(String[] args) {

// 生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)組 ? ? ? ?int[] array = suiji();

// 對(duì)隨機(jī)數(shù)組排序 ? ? ? ?Arrays.sort(array);

System.out.println("產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)組為： " + Arrays.toString(array));

System.out.println("要進(jìn)行查找的值： ");

Scanner input = new Scanner(System.in);

// 進(jìn)行查找的目標(biāo)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(gè)隨機(jī)數(shù)組 ? ? * ? ? * @return 返回值，返回一個(gè)隨機(jī)數(shù)組 ? ? */

private static int[] suiji() {

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

int[] array = new int[n];

// 循環(huán)遍歷為數(shù)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(shù)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) {

//如果中間值大于要找的值則從左邊一半繼續(xù)遞歸 ? ? ? ? ? ?return binarySearch(array, aim, left, mid - 1);

} else {

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

}

}}

運(yùn)行結(jié)果演示：

總結(jié)：

遞歸相較于循環(huán)，代碼比較簡(jiǎn)潔，但是時(shí)間和空間消耗比較大，效率低。在實(shí)際的學(xué)習(xí)與工作中，根據(jù)情況選擇使用。通常我們?nèi)绻褂醚h(huán)實(shí)現(xiàn)代碼只要不是太繁瑣都選擇循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)~

用java實(shí)現(xiàn)，通過(guò)鍵盤輸入一個(gè)數(shù)，在排序后的數(shù)組中，采用折半查找法查找該數(shù)在數(shù)組中的 位置。

import java.util.Scanner;

public class Test {

static int bsearch( int[] a, int v ) {

int l, r;

l = 0; r = a.length-1;

while ( l = r ) {

int m = (l+r)/2;

if ( a[m] == v ) return m; else

if ( a[m] v ) r = m-1; else

if ( a[m] v ) l = m+1;

}

return -1;

}

public static void main( String[] args ) {

int[] a = { 1,3,5,7,9 };

Scanner sc = new Scanner(System.in);

System.out.println("請(qǐng)輸入您要找的值：");

int num = sc.nextInt();

System.out.println( "找到 " + num + " 在數(shù)組的位置是：" + bsearch( a, num ) );

}

}

java實(shí)現(xiàn)折半查找 循環(huán)結(jié)束的條件看不懂

二分法查找（折半查找）的時(shí)間復(fù)雜度是O(log2n)

即是最壞的情況比較次數(shù)是2為底2n的對(duì)數(shù)。也就數(shù)如果數(shù)組長(zhǎng)度為2，最壞的情況比較2兩次；數(shù)組長(zhǎng)度為16，最壞的情況比較5次；數(shù)組長(zhǎng)度1204，最壞的情況是比較11次 就可以找到這個(gè)值或者確定找不到這個(gè)值。

你的代碼就是通過(guò)判斷比較的次數(shù)來(lái)決定是否結(jié)束循環(huán)，當(dāng)已比較（循環(huán)）次數(shù)大于最壞情況的次數(shù)還沒(méi)有結(jié)束（number != a[middle]），則說(shuō)明數(shù)組中不存在這個(gè)值。不過(guò)這里是用的N/2來(lái)近似的判斷。

另一種更普遍的寫法

public?class?Demo?{

public?static?void?main(String[]?args)?{

//?你原來(lái)的代碼

System.out.println(Arrays.toString(a));

Scanner?scanner?=?new?Scanner(System.in);

System.out.println("輸入整數(shù)，程序判斷該整數(shù)是否在數(shù)組中:");

int?number?=?scanner.nextInt();

int?index?=?binary(a,?number);

if?(index?==?-1)?{

System.out.printf("%d不在數(shù)組中.\n",?number);

}?else?{

System.out.printf("%d在數(shù)組中,?在數(shù)組中的位置下標(biāo)是%d.",?number,?index);

}

}

private?static?int?binary(int[]?array,?int?value)?{

int?start?=?0;

int?end?=?array.length?-?1;

while?(start?=?end)?{

int?middle?=?(start?+?end)?/?2;

if?(value?==?array[middle])?{

return?middle;

}?else?if?(value??array[middle])?{

start?=?middle?+?1;

}?else?{

end?=?middle?-?1;

}

}

return?-1;

}

}

網(wǎng)站題目：java折半查找代碼實(shí)現(xiàn) java折半查找算法
當(dāng)前路徑：http://jinyejixie.com/article14/ddojpge.html

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