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Java实现二分查找的变种

发布时间:2020-12-14 20:20:26 所属栏目:Java 来源:网络整理
导读:本文实例为大家分享了Java实现二分查找的变种,供大家参考,具体内容如下 普通二分查找: 先回顾一下普通的二分查找 注意:二分查找有这样一个问题:当数组中数有重复时,比如 {3,3,3,3} 这个数组,二分查找3时,返回的是arr[1],也就是说二分查找并不

本文实例为大家分享了Java实现二分查找的变种,供大家参考,具体内容如下

普通二分查找:

先回顾一下普通的二分查找

注意:二分查找有这样一个问题:当数组中数有重复时,比如 {3,3,3,3} 这个数组,二分查找3时,返回的是arr[1],也就是说二分查找并不会返回3第一次出现的位置0。

public class BinarySearch {
  public static <T extends Comparable<? super T>> int search(T arr[],T value) {
    int left = 0;
    int right = arr.length - 1;
    while (left <= right) {
      int mid = (left & right) + ((left ^ right) >> 1);
      if (arr[mid].compareTo(value) == 0) {
        return mid;
      } else if (arr[mid].compareTo(value) > 0) {
        right = mid - 1;
      } else {
        left = mid + 1;
      }
    }
    return -1;
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    Integer[] arr = new Integer[]{1,3,6,7,9};
 
    //-1
    System.out.println(search(arr,0));
 
    //0
    System.out.println(search(arr,1));
 
    //5
    System.out.println(search(arr,9));
 
    //-1
    System.out.println(search(arr,10));
 
    //2
    System.out.println(search(arr,3));
  }
} 

二分变种:findFirst函数

在普通二分查找中,在[left....right]左闭右闭区间中查找,如果找到了值为value的元素就认为找到了。而在这个findFirst函数中就不是如此,在[left....right]左闭右闭区间中查找,当找到值等于value的元素后,不是让right = mid - 1,而是让right = mid,继续在[left....right]左闭右闭区间中查找。最终left== right时就退出循环。

退出循环后可能找到了value值,也有可能是循环遍历完整个数组后都没找到value,而退出循环。

所以退出循环后还要在判断一下是那种情况。

public class BinarySearch {
  public static <T extends Comparable<? super T>> int findFirst(T arr[],T value) {
    int left = 0;
    int right = arr.length - 1;
    //当left>=right时退出,这里的“=”情况与二分不同
    while (left < right) {
      int mid = (left + right) >> 1;
      if (arr[mid].compareTo(value) < 0) {
        left = mid + 1;
      } else {
        right = mid;
      }
    }
    // 上面循环遍历完后。是找到了value值?还是没找到value值?判断一下。
    if (arr[left] == value) {
      return left;
    } else {
      return -1;
    }
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    Integer[] arr = new Integer[]{1,9};
 
    //-1
    System.out.println(findFirst(arr,0));
 
    //0
    System.out.println(findFirst(arr,1));
 
    //12
    System.out.println(findFirst(arr,9));
 
    //-1
    System.out.println(findFirst(arr,10));
 
    //1
    System.out.println(findFirst(arr,3));
  }
}

二分变种:fewer函数

介绍

给定一个数组,和一个变量value,从数组中找出值最接近value值而且比value小的那个数。比如 arr = {11,22,22,33 ,33,33,44,54}   value = 33。 22最接近value,而且比value小。

所以答案是2  ( 22在数组arr中的下角标 )  。

如果没找到比value小的数,那么输出 -1。

解决思路

用二分查找方法。每次用 arr[mid] 来与value进行比对。小、等于,去左边找;大,去右边找。可能上一句的“等于”的情况你不太理解。普通二分查找是找出arr[mid] == value,而fewer函数是为了找出比value小的数,所以尽管arr[mid] == value,还得继续去左边找更小的值。

例子

代码

public class BinarySearch {
  public static <T extends Comparable<? super T>> int fewer(T arr[],T value) {
    int left = 0;
    int right = arr.length - 1;
    //当left > right 时退出
    while (left <= right) {
      int mid = (left & right) + ((left ^ right) >> 1);
      if (value.compareTo(arr[mid]) <= 0) {
        right = mid - 1;
      } else {
        left = mid + 1;
      }
    }
    return right;
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    Integer[] arrF = new Integer[]{21,23,25,31,34,37,39,52,63};
 
    //3
    System.out.println(fewer(arrF,30));
  }
} 

二分变种:greater函数

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程小技巧。

(编辑:李大同)

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