如何使用二进制搜索Java

问题描述

嗨，我正在用searchMark方法创建一个包含两个并行数组（studentNum和成绩）的程序，我提示用户也输入他们要查找的成绩。然后该程序使用二进制搜索来找到该值，然后检查是否有其他学生拥有它。然后所有学生编号及其成绩会在输出屏幕中打印出来。在数组中找到目标的第一个实例后，程序/代码将立即结束。我提供了一张图片，显示我的输出是什么以及输出应该是什么样子。

       // Binary Search
    int startIndex = 0,endindex = 0;
    int middleIndex;
    int shiftPlus = 0;
    int shiftMinus = grade.length-1;
    int midValue = 0;

    while (startIndex <= endindex) {
        
        middleIndex = (startIndex+endindex)/2;
        
        if (grade[middleIndex] == target) {
            midValue = grade[middleIndex];
            System.out.println("student #" + student[middleIndex] 
            + " has a correct count of " + target);
            break;
        }
        else if (grade[middleIndex] > target)
            endindex = middleIndex-1;
        
        else if (grade[middleIndex] < target)
            startIndex = middleIndex + 1;

    }  
    
    boolean aboveMid = true,belowMid = true; // for while loops to stop/start
    
    while (shiftPlus <= midValue && aboveMid == true) {
        shiftPlus += 1; // starts at 0 and moves 1 up each loop            
        if(grade[shiftPlus] == target && shiftPlus <= midValue) 
        {
            System.out.println("student #" + student[shiftPlus] 
            + " has a correct count of " + target);
        }
        else
            belowMid = false;          
    }
    
    while (shiftMinus >= midValue && belowMid == true) {
        shiftMinus -= 1; // subtract one from end
        if(grade[shiftMinus] == target && shiftMinus <= midValue) 
        {
            System.out.println("student #" + student[shiftMinus] 
            + " has a correct count of " + target);
        } 
        else
            aboveMid = false;            
    }
}

此代码的输出是我输入除3以外的任何数字的情况。

您要搜索什么标记？ 6 建立成功（总时间：2秒）

但是，如果我输入数字“ 3” 您想搜索什么商标？ 3 学生＃2的正确计数为3 学生＃3的正确计数为3

解决方法

二进制搜索内置于Java（Arrays.binarySearch）中，自己写是一个错误。当然，除非这是家庭作业，并且编写二进制搜索算法才是家庭作业。

请注意，二进制搜索需要对输入数组进行排序。在未排序的输入上运行binsearch会产生垃圾。如，没有错误，只是..错误答案的结果。这是二进制搜索的基本属性。

想一想您的算法：假设所有学生得分为6分。然后，很明显，您的意图是让您打印出所有学生。

您的代码只会在两个地方打印。这两个地方在for循环中，并且它对X循环for循环，其中X是“ target-shiftPlus”。您的代码不完整（shiftPlus并未在任何地方定义），但是很显然，如果“目标”发生变化，则打印数量也会发生变化。事实证明，这没有任何意义：如果您要寻找分数为7的学生，而他们的分数都为7，则与您寻找分数6的情况相比，您的打印要少一或少全部得分6？不，那是不对的。因此，“目标”一开始就不应成为循环计数的一部分，在设计此算法的过程中，您走错了路。

算法这一部分的目的是“寻找”您的二进制搜索找到的索引，因为可能有一个以上的学生具有预期的分数，如果超过1个，他们将立即靠近您的“热门”。

一个关键的线索是，直到到达那里，您都不知道会有多少次匹配，因此一个重要的for循环是正确的。也许while更合适？ for也可以工作，但是某些索引查找需要成为终止条件的一部分（在for内的两个;之间）。

让我们说分数是：[4,6,7,8]，您的binsearch偶然发现了3个6分数中的第一。换句话说，二进制搜索的结果是：在索引= 1处有一个匹配项。

您要首先“向下看” 4（因此，相对于找到的索引为-1：index = 0），在索引0处查找分数4，意识到4不是6，不要打印任何内容，此外，请停止向下看。

然后您要“查找”，从您自己的索引（index = 1）开始，获取该索引的分数（6，意识到实际上是目标索引，因此打印该学生然后继续：将1加到索引中（现在index = 2）并重复该算法。再次“命中”，打印另一个学生，增加索引，第三次命中，将索引增加到4，获取索引4的分数（7，现在失败了，因此不打印任何内容并且不会继续寻找。然后，您还需要在没有更多索引可看的情况下进行编程。假设输入是[4,6]，您不希望程序因ArrayIndexOutOfBoundsException而崩溃，因为您的算法一直在列表中向下移动，直到找到不为6的数字为止。

我不会在这里转储一个功能齐全的程序，因为这显然是家庭作业，目的是让您学习和理解Java，而不是学习和理解CTRL / CMD + C的功能和CTRL / CMD + V键：）

,

假设您找到了所要查找的项目，并且该项目位于索引idx中，因此可以在其边界等于arr [idx]时进行迭代

leftidx = idx-1;
while(arr[leftidx]==arr[idx]{
   System.out.println(arr[leftidx]);
   lefidx--;
}
rightidx = idx+1;
while(arr[rightidx]==arr[idx]{
   System.out.println(arr[rightidx]);
   rightidx--;
}