两种java实现二分查找的方式

起初在数据结构中学习递归时实现二分查找,实际上不用递归也可以实现,毕竟递归是需要开辟额外的空间的来辅助查询。本文就介绍两种方法

1、查找算法" title="二分查找算法">二分查找算法思想

有序的序列,每次都是以序列的中间位置的数来与待查找的关键字进行比较,每次缩小一半的查找范围,直到匹配成功。

一个情景:将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较,如果两者相等,则查找成功;否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表,如果中间位置记录的关键字大于查找关键字,则进一步查找前一子表,否则进一步查找后一子表。重复以上过程,直到找到满足条件的记录,使查找成功,或直到子表不存在为止,此时查找不成功。

2、二分查找图示说明

图片来源百度图片:

3、二分查找优缺点

优点:

比较次数少,查找速度快,平均性能好;

缺点:

是要求待查表为有序表,且插入删除困难。

因此,折半查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。

使用条件:

查找序列是顺序结构,有序。

3、java代码实现

3.1 使用递归实现

/**

* 使用递归的二分查找

*title:recursionBinarySearch

*@param arr 有序数组

*@param key 待查找关键字

*@return 找到的位置

*/

public static int recursionBinarySearch(int[] arr,int key,int low,int high){

if(key < arr[low] || key > arr[high] || low > high){

return -1;

}

int middle = (low + high) / 2; //初始中间位置

if(arr[middle] > key){

//比关键字大则关键字在左区域

return recursionBinarySearch(arr, key, low, middle - 1);

}else if(arr[middle] < key){

//比关键字小则关键字在右区域

return recursionBinarySearch(arr, key, middle + 1, high);

}else {

return middle;

}

}

3.1 不使用递归实现(while循环)

/**

* 不使用递归的二分查找

*title:commonBinarySearch

*@param arr

*@param key

*@return 关键字位置

*/

public static int commonBinarySearch(int[] arr,int key){

int low = 0;

int high = arr.length - 1;

int middle = 0; //定义middle

if(key < arr[low] || key > arr[high] || low > high){

return -1;

}

while(low <= high){

middle = (low + high) / 2;

if(arr[middle] > key){

//比关键字大则关键字在左区域

high = middle - 1;

}else if(arr[middle] < key){

//比关键字小则关键字在右区域

low = middle + 1;

}else{

return middle;

}

}

return -1; //最后仍然没有找到,则返回-1

}

3.3 测试

测试代码:

public static void main(String[] args) {

int[] arr = {1,3,5,7,9,11};

int key = 4;

//int position = recursionBinarySearch(arr,key,0,arr.length - 1);

int position = commonBinarySearch(arr, key);

if(position == -1){

System.out.println("查找的是"+key+",序列中没有该数!");

}else{

System.out.println("查找的是"+key+",找到位置为:"+position);

}

}

recursionBinarySearch()的测试:key分别为0,9,10,15的查找结果

查找的是0,序列中没有该数!

 

查找的是9,找到位置为:4

 

查找的是10,序列中没有该数!

 

查找的是15,序列中没有该数!

commonBinarySearch()的测试:key分别为-1,5,6,20的查找结果

查找的是-1,序列中没有该数!

 

查找的是5,找到位置为:2

 

查找的是6,序列中没有该数!

 

查找的是20,序列中没有该数!

4、时间复杂度

采用的是分治策略

最坏的情况下两种方式时间复杂度一样:O(log2 N)

最好情况下为O(1)

5、空间复杂度

算法的空间复杂度并不是计算实际占用的空间,而是计算整个算法的辅助空间单元的个数

非递归方式:

由于辅助空间是常数级别的所以:空间复杂度是O(1);

递归方式:递归的次数和深度都是log2 N,每次所需要的辅助空间都是常数级别的:

空间复杂度:O(log2N )

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以上是 两种java实现二分查找的方式 的全部内容, 来源链接: utcz.com/p/249397.html

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