如何使用二分法查找
本篇内容介绍了“如何使用二分法查找”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
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1、二分法查找的背景
当数组或者集合中存放的元素数量非常多的时候，想要跟踪具体某个元素的位置或者是否存在，常规方式是循环每一个元素直到找到要查找的元素为止。这样的查找方式效率非常低下，这个时候需要使用二分法来实现，提高查找效率。
2、二分法查找的介绍
二分法查找(折半查找)，找指定数值所在的位置
百度百科是这样介绍二分法查找的：
3、二分法查找的算法思想
假设数组是按升序排序的，对于给定的目标值aim，从数组的中间位置开始查找：1.若查找数据与中间元素值正好相等，则返回中间元素值的索引;2.若查找数值比中间值小，则以整个查找范围的前半部分作为新的查找范围;3.若查找数值比中间值大，则以整个查找范围的后半部分作为新的查找范围;注：查找成功返回索引，失败返回-1
4、代码实现
4.1 利用循环的方式实现二分法查找
public class BinarySearch { public static void main(String[] args) { // 生成一个随机数组 int[] array = suiji(); // 对随机数组排序 Arrays.sort(array); System.out.println("产生的随机数组为： " + Arrays.toString(array)); System.out.println("要进行查找的值： "); Scanner input = new Scanner(System.in); // 进行查找的目标值 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); } /** * 生成一个随机数组 * * @return 返回值，返回一个随机数组 */ private static int[] suiji() { // random.nextInt(n)+m 返回m到m+n-1之间的随机数 int n = new Random().nextInt(6) + 5; int[] array = new int[n]; // 循环遍历为数组赋值 for (int i = 0; i < array.length; i++) { array[i] = new Random().nextInt(100); } return array; } /** * 二分法查找 ---循环的方式实现 * * @param array 要查找的数组 * @param aim 要查找的值 * @return 返回值，成功返回索引，失败返回-1 */ private static int binarySearch(int[] array, int aim) { // 数组最小索引值 int left = 0; // 数组最大索引值 int right = array.length - 1; int mid; while (left <= right) { mid = (left + right) / 2; // 若查找数值比中间值小，则以整个查找范围的前半部分作为新的查找范围 if (aim < array[mid]) { right = mid - 1; // 若查找数值比中间值大，则以整个查找范围的后半部分作为新的查找范围 } else if (aim > array[mid]) { left = mid + 1; // 若查找数据与中间元素值正好相等，则放回中间元素值的索引 } else { return mid; } } return -1; } }代码执行结果：
产生的随机数组为： [16, 33, 40, 46, 57, 63, 65, 71, 85] 要进行查找的值： 46 查找的值的索引位置： 3
若输入的值找不到，则返回-1
产生的随机数组为： [28, 41, 47, 56, 70, 81, 85, 88, 95] 要进行查找的值： 66 查找的值的索引位置： -1
4.2 利用递归的方式实现二分法查找
public class BinarySearch3 { public static void main(String[] args) { // 生成一个随机数组 int[] array = suiji(); // 对随机数组排序 Arrays.sort(array); System.out.println("产生的随机数组为： " + Arrays.toString(array)); System.out.println("要进行查找的值： "); Scanner input = new Scanner(System.in); // 进行查找的目标值 int aim = input.nextInt(); // 使用二分法查找 int index = binarySearch(array, aim, 0, array.length - 1); System.out.println("查找的值的索引位置： " + index); } /** * 生成一个随机数组 * * @return 返回值，返回一个随机数组 */ private static int[] suiji() { // Random.nextInt(n)+m 返回m到m+n-1之间的随机数 int n = new Random().nextInt(6) + 5; int[] array = new int[n]; // 循环遍历为数组赋值 for (int i = 0; i < array.length; i++) { array[i] = new Random().nextInt(100); } return array; } /** * 二分法查找 ---递归的方式 * * @param array 要查找的数组 * @param aim 要查找的值 * @param left 左边最小值 * @param right 右边最大值 * @return 返回值，成功返回索引，失败返回-1 */ private static int binarySearch(int[] array, int aim, int left, int right) { if (aim < array[left] || aim > array[right]) { return -1; } // 找中间值 int mid = (left + right) / 2; if (array[mid] == aim) { return mid; } else if (array[mid] > aim) { //如果中间值大于要找的值则从左边一半继续递归 return binarySearch(array, aim, left, mid - 1); } else { //如果中间值小于要找的值则从右边一半继续递归 return binarySearch(array, aim, mid + 1, array.length-1); } } }递归相较于循环，代码比较简洁，但是时间和空间消耗比较大，效率低。在实际的学习与工作中，根据情况选择使用。
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