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怎么利用java實(shí)現(xiàn)一個(gè)二分法算法

發(fā)布時(shí)間:2020-12-03 15:58:31 來(lái)源:億速云 閱讀:127 作者:Leah 欄目:編程語(yǔ)言

這篇文章給大家介紹怎么利用java實(shí)現(xiàn)一個(gè)二分法算法,內(nèi)容非常詳細(xì),感興趣的小伙伴們可以參考借鑒,希望對(duì)大家能有所幫助。

java 二分法算法

1、前提:二分查找的前提是需要查找的數(shù)組必須是已排序的,我們這里的實(shí)現(xiàn)默認(rèn)為升序

2、原理:將數(shù)組分為三部分,依次是中值(所謂的中值就是數(shù)組中間位置的那個(gè)值)前,中值,中值后;將要查找的值和數(shù)組的中值進(jìn)行比較,若小于中值則在中值前面找,若大于中值則在中值后面找,等于中值時(shí)直接返回。然后依次是一個(gè)遞歸過(guò)程,將前半部分或者后半部分繼續(xù)分解為三部分??赡苊枋龅貌皇呛芮宄?,若是不理解可以去網(wǎng)上找。從描述上就可以看出這個(gè)算法適合用遞歸來(lái)實(shí)現(xiàn),可以用遞歸的都可以用循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以我們的實(shí)現(xiàn)分為遞歸和循環(huán)兩種,可以根據(jù)代碼來(lái)理解算法

3、實(shí)現(xiàn)

代碼如下

 package org.cyxl.algorithm.search; 
 
/** 
 * 二分查找 
 * @author cyxl 
 * 
 */ 
public class BinarySearch { 
  private int rCount=0; 
  private int lCount=0; 
   
  /** 
   * 獲取遞歸的次數(shù) 
   * @return 
   */ 
  public int getrCount() { 
    return rCount; 
  } 
 
  /** 
   * 獲取循環(huán)的次數(shù) 
   * @return 
   */ 
  public int getlCount() { 
    return lCount; 
  } 
 
  /** 
   * 執(zhí)行遞歸二分查找,返回第一次出現(xiàn)該值的位置 
   * @param sortedData  已排序的數(shù)組 
   * @param start     開(kāi)始位置 
   * @param end      結(jié)束位置 
   * @param findValue   需要找的值 
   * @return       值在數(shù)組中的位置,從0開(kāi)始。找不到返回-1 
   */ 
  public int searchRecursive(int[] sortedData,int start,int end,int findValue) 
  { 
    rCount++; 
    if(start<=end) 
    { 
      //中間位置 
      int middle=(start+end)>>1;  //相當(dāng)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) 
      { 
        //小于中值時(shí)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; 
    } 
  } 
   
  /** 
   * 循環(huán)二分查找,返回第一次出現(xiàn)該值的位置 
   * @param sortedData  已排序的數(shù)組 
   * @param findValue   需要找的值 
   * @return       值在數(shù)組中的位置,從0開(kāi)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++; 
      //中間位置 
      int middle=(start+end)>>1;  //相當(dāng)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) 
      { 
        //小于中值時(shí)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、測(cè)試代碼  

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、總結(jié):這種查找方式的使用場(chǎng)合為已排序的數(shù)組??梢园l(fā)現(xiàn)遞歸和循環(huán)的次數(shù)是一樣的

關(guān)于怎么利用java實(shí)現(xiàn)一個(gè)二分法算法就分享到這里了,希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助,可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺(jué)得文章不錯(cuò),可以把它分享出去讓更多的人看到。

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