java实现二分查找_java二分查找

文章目录

 1、什么是二分查找？

 2、二分查找的优缺点是什么？

 3、二分查找的前提：

 4、二分查找原理解析(java代码实现)

5、 图解说明

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 1、什么是二分查找？

二分查找也称折半查找（Binary Search），它是一种效率较高的查找方法。但是，折半查找要求线性表必须采用顺序存储结构，而且表中元素按关键字有序排列。（引用自百度百科）

 2、二分查找的优缺点是什么？

二分查找（折半查找）算法，是数据结构中一个典型的算法，它的查询速度是非常快的，比较次数少，平均性能好。但是其也有缺点，缺点就是二分查找必须有个前提就是数组是有序的，而且插入删除都比较困难。

 3、二分查找的前提：

必须是一个有序的序列。

 4、二分查找原理解析(java代码实现)

 首先我们定义一个数组

 int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66, 77};

二分查找是由两个变量：left索引和right索引控制查询范围，通过不断的折半范围来缩小查询区间实现查询数据。下面通过java语言来实现二分查找。

首先主方法内定义好数组arr，并且定义需要查询的值(这个值可以通过Scanner对象在控制台获取，为了演示我就直接赋值了)，然后输出结果。

 public static void main(String[] args) {
    
        int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66, 77};
        //定义需要查询的值
        int select_value = 66;
        int index= getIndex(arr,select_value);
        System.out.println("查询值所对应的索引为：" + index);
    }

 接下来就是定义一个方法用来实现二分查找了，这里我定义了一个有参有返回值的方法getIndex，里面传递了两个参数，一个为数组arr，另一个就是需要查询的值select_value。

public static int getIndex(int[] arr,int select_value) {
 
        //初始化最小值的索引为0
        int left = 0;
        //初始化最大值的索引为arr.length-1
        int right = arr.length - 1;
 
        //首尾相加再除以2得出中间索引
        int mid = (left + right) / 2;
 
        while (left<=right) { //确保程序不会重复查询，不会越界
            if (select_value > arr[mid]) {
                //如果查询的值比中间值大，则往右边区域找，就把最小索引改为中间索引右移一位
                left = mid + 1;
            } else if (select_value < arr[mid]) {
                //如果查询的值比中间值小，则往左边区域找，就把最大索引改为中间索引左移一位
                right = mid - 1;
            } else {
                //剩余的情况就是查询到了结果，那么就直接返回索引。
                return mid;
            }
            mid = (left + right) / 2;
        }
        //没有查询到，则返回-1
        return -1;
    }

5、 图解说明

下面我就用图解的形式来分析一下具体的实现原理，纯手工制作，图丑大家勿喷0.0。

首先我们定义一个left和right变量，对应的就是数组的索引0和索引arr.length-1。

 通过(left + right) / 2折半计算，我们算出mid=3的(java中int类型相除得出还是int类型，原本是3.5的值会被转变为int型变为3)。 此时arr[mid]的值为44，并不是我们寻找的66，通过比较66是比44大的，就会进入第一个if语句里面。

 为了缩小范围进行查找，我们需要把left索引移到中间索引的右边，而right索引保持不变，此时原本索引0-6的范围瞬间缩小到了4-6，距离我们的目标66也越来越近。

 我们此时再次进行(left + right) / 2折半计算，得到mid=5，此时mid索引就会移到到索引为5的位置，这时while循环并没有结束，再次while循环接着判断，发现这次arr[mid]的值刚好就是我们目标寻找的值66，那么就直接返回mid值为5，主方法里面通过调用getIndex方法获取到5，输出到控制台。

 输出结果

 

 这是目标值在右边的情况，左边的情况与右边原理相同，不同的是保持left位置不变，让right索引移到了中间索引mid的左边mid-1，这样就可以在左边区域进行寻找目标值。

 欢迎大家指出不足的地方，我看到会在第一时间补充。