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)); } }
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
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