二分查找法java

A. java二分法查找的遞歸演算法怎麼實現

什麼是二分查找？

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採用順序存儲結構，而且表中元素按關鍵字有序排列。

二分查找優缺點

優點是比較次數少，查找速度快，平均性能好；

其缺點是要求待查表為有序表，且插入刪除困難。

因此，折半查找方法適用於不經常變動而查找頻繁的有序列表。
使用條件：查找序列是順序結構，有序。

過程

首先，假設表中元素是按升序排列，將表中間位置記錄的關鍵字與查找關鍵字比較，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、後兩個子表，如果中間位置記錄的關鍵字大於查找關鍵字，則進一步查找前一子表，否則進一步查找後一子表。重復以上過程，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，此時查找不成功。

利用循環的方式實現二分法查找

public class BinarySearch {
public static void main(String[] args) {
// 生成一個隨機數組 int[] array = suiji();
// 對隨機數組排序 Arrays.sort(array);
System.out.println("產生的隨機數組為： " + Arrays.toString(array));

System.out.println("要進行查找的值： ");
Scanner input = new Scanner(System.in);
// 進行查找的目標值 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);

}

/** * 生成一個隨機數組 *
* @return 返回值，返回一個隨機數組 */
private static int[] suiji() {
// random.nextInt(n)+m 返回m到m+n-1之間的隨機數 int n = new Random().nextInt(6) + 5;
int[] array = new int[n];
// 循環遍歷為數組賦值 for (int i = 0; i < array.length; i++) {
array[i] = new Random().nextInt(100);
}
return array;
}

/** * 二分法查找 ---循環的方式實現 *
* @param array 要查找的數組 * @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) {
// 數組最小索引值 int left = 0;
// 數組最大索引值 int right = array.length - 1;
int mid;
while (left <= right) {
mid = (left + right) / 2;
// 若查找數值比中間值小，則以整個查找范圍的前半部分作為新的查找范圍 if (aim < array[mid]) {
right = mid - 1;
// 若查找數值比中間值大，則以整個查找范圍的後半部分作為新的查找范圍 } else if (aim > array[mid]) {
left = mid + 1;
// 若查找數據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;
}}
運行結果演示：

總結：

遞歸相較於循環，代碼比較簡潔，但是時間和空間消耗比較大，效率低。在實際的學習與工作中，根據情況選擇使用。通常我們如果使用循環實現代碼只要不是太繁瑣都選擇循環的方式實現~

B. java 二分法 排序

二分排序就是用先用二分查找法來查某一個元素，然後再用別的排序演算法來進行排序。

package insert;

public class InsArrayApp {
public static void main(String[] args) {
int size = 100;
InsArray arr = new InsArray(size);

arr.insert(10);
arr.insert(9);
arr.insert(8);
arr.insert(7);
arr.insert(6);
arr.insert(10);
arr.insert(9);
arr.insert(8);
arr.insert(5);
arr.insert(4);
arr.insert(3);
arr.insert(2);
arr.insert(1);

arr.display();

// arr.insertSort();

// arr.display();

// System.out.println(arr.median());

// arr.noDups();

arr.noDups2();
arr.display();
}
}

class InsArray {
private int[] a;
private int nElems;

public InsArray(int size) {
a = new int[size];
nElems = 0;
}

public void insert(int value) {
a[nElems] = value;
nElems++;
}

public void display() {
for (int i = 0; i < nElems; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
System.out.println();
}

public void insertSort() {
int out, in;
int = 0;
int compare = 0;
/* for(out = 1;out<nElems;out++){
int tmp = a[out];
in = out;
while(in>0&&a[in-1]>=tmp){
a[in] = a[in-1];
--in;
}
a[in] = tmp;
}*/
for(out = 1;out<nElems;out++){
int tmp = a[out];
in = out;
while(in>0){
if(a[in-1]>=tmp){
a[in] = a[in-1];
--in;
++;
++compare;}
else{
break;
}
}
++compare;
a[in] = tmp;
}
System.out.println(":" + + "compare:" + compare);
}

public int median(){
insertSort();
int m = nElems/2;
return a[m];
}

public void noDups(){
insertSort();
/*
InsArray tmp = new InsArray(nElems);
for(int i = 0;i<nElems;i++){
for(int j = i+1;j<nElems;j++)
if(a[i] == a[j]){
a[j] = -1;
}
if(a[i]!=-1)
tmp.insert(a[i]);
}
*/
InsArray tmp = new InsArray(nElems);
int i;
for(int j = 0;j<this.nElems;j++){
/*if(tmp.nElems==tmp.find(this.a[j])) //binary find
tmp.insert(this.a[j]);
else
continue;*/
for( i = 0; i < tmp.nElems; i++) { // for each element
if(tmp.a[i]==this.a[j]) // found searchKey?
break;
}
if(i==tmp.nElems) // no
tmp.insert(this.a[j]);
}
this.a = tmp.a;
this.nElems = tmp.nElems;
}

public int find(long searchKey) {
int lowerBound = 0;
int upperBound = nElems-1;
int curIn;

while(true) {
curIn = (lowerBound + upperBound)/2;
if(a[curIn]==searchKey)
return curIn;
else if(lowerBound>upperBound)
return nElems;
else {
if(a[curIn]>searchKey)
upperBound = curIn-1;
else
lowerBound = curIn+1;
}
}
}

public void noDups2(){
insertSort();
for(int i = 0;i<nElems;i++){
for(int j = i+1;j<nElems;j++)
if(a[i] == a[j]){
a[j] = -1;
}
}
display();
int index = 0;
for(int i=0;i<nElems;i++){
if(a[i]!=-1){
index++;
}else{
for(int j=index+1;j<nElems;j++){
if(a[j]!=-1){
a[index] = a[j];
a[j]=-1;
index++;
break;
}
}
}
}
nElems = index;

}
}

上面的代碼，是我以前敲的，有個find()方法是二分查找，然後再用插入排序去進行排序。