Java實作二分法尋找的程式碼實例

這篇文章主要介紹了Java二分法查找的相關資料,需要的朋友可以參考下

#演算法

假如有一組數為3，12，24，36，55，68，75，88要查給定的值24.可設三個變數front，mid，end分別指向資料的上界，中間和下界，mid=（front+end）/2.　　

#開始令front=0（指向3），end=7（指向88），則mid=3（指向36 ）。因為mid>x，故應在前半段中查找。

令新的end=mid-1=2，而front=0不變，則新的mid=1。此時x>mid，故確定應在後半段查找。

令新的front=mid+1=2，而end=2不變，則新的mid=2，此時a[mid]=x，找出成功。若要找出的數不是數列中的數，例如x=25，當第三次判斷時，x>a[mid]，依以上規律，令front=mid+1，即front=3，出現front>end的情況，

表示查找不成功。

範例：在有序的有N個元素的陣列中尋找使用者輸進去的資料x。演算法如下：

1.確定查找範圍front=0，end=N-1，計算中項mid=（front+end）/2。

2.若a[mid]=x或front>=end,則結束查找；否則，向下繼續。

3.若a[mid]ef9cb27b7f269a4887f5833f3c5d518dx，表示待查找的元素值只可能在比中項元素小的範圍內，則把mid-1的值賦給end，並重新計算mid，轉去執行步驟2。

演算法複雜度分析

#時間複雜度

　　1.最壞情況找最後一個元素（或第一個元素）Master定理T(n)=T(n/2)+O(1)所以T(n)=O(logn)

　　2.最好情況找出中間元素O(1)找出的元素即為中間元素（奇數長度數列的正中間，偶數長度數列的中間靠左的元素）

空間複雜度：

　　S(n)=n

package com.bjpowernode.test;
public class BinarySearch {
  // 查找次数
  static int count;
  /**
   * @param args
   */
  public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
    System.out.println(searchRecursive(array, 0, array.length - 1, 9));
    System.out.println(count);
    count = 0;
    System.out.println(searchLoop(array, 9));
    System.out.println(count);
  }
  /**
   * 执行递归二分查找，返回第一次出现该值的位置
   *
   * @param array
   *      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 static int searchRecursive(int[] array, int start, int end,
      int findValue) {
    // 如果数组为空，直接返回-1，即查找失败
    if (array == null) {
      return -1;
    }
    count++;
    if (start <= end) {
      // 中间位置
      int middle = (start + end) / 1;
      // 中值
      int middleValue = array[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(array, start, middle - 1, findValue);
      } else {
        // 大于中值在中值后面找
        return searchRecursive(array, middle + 1, end, findValue);
      }
    } else {
      // 返回-1，即查找失败
      return -1;
    }
  }
  /**
   * 循环二分查找，返回第一次出现该值的位置
   *
   * @param array
   *      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 static int searchLoop(int[] array, int findValue) {
    // 如果数组为空，直接返回-1，即查找失败
    if (array == null) {
      return -1;
    }
    // 起始位置
    int start = 0;
    // 结束位置
    int end = array.length - 1;
    while (start <= end) {
      count++;
      // 中间位置
      int middle = (start + end) / 2;
      // 中值
      int middleValue = array[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;
      }
    }
    // 返回-1，即查找失败
    return -1;
  }
}

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