Java 算法——二分查找数组集合关键元素

• Z时代
• 2024-01-10
• 分类：综合

package com.sinosoft;
import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;
/**
 * @author Created by xushuyi
 * @Description
 * @date 2019/1/17 10:41
 */
public class ArrayTest {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 1. 遍历一个数组 获取最大值
         * 2. 采用二分法
         */
        getArrayMaxVal();
    }
    /**
     * 1. 遍历一个数组 获取最大值
     * 2. 采用二分法，前提必须是连续（升序/降序）数组，前提没有重复元素
     */
    private static void getArrayMaxVal() {
        // 定义一个list数组集合
        List<Integer> list = new ArrayList<>(100);
        addListVal(list);
        System.out.println("集合：" + list);
        // 默认是 按照升序排列
//        Collections.sort(list);
        // 数组反转
//        Collections.reverse(list);
        // 通过比较策略 来按照升序/降序排列
        Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o1 - o2; // 升序 如果 o1 小于 o2 返回 -1， 相等返回 0 ，o1 大于 o2 返回 1
//                return o2 - o1; // 降序 如果 o1 小于 o2 返回 1， 相等返回 0 ，o1 大于 o2 返回 -1
            }
        });
        System.out.println("排序后：" + list);
        // 集合开始位置
        int startIndex = 0;
        // 集合结束位置
        int endIndex = list.size() - 1;
        // 定义查找集合中的元素
        int key = 2;
        // 采用递归的方式进行查找（推荐）
        int val = searchList(list, startIndex, endIndex, key);
        System.out.println("递归查找结果：" + val);
        // 采用非递归的方式进行查找
        val = searchList1(list, startIndex, endIndex, key);
        System.out.println("非递归查找结果：" + val);
    }
    /**
     * 采用二分法来查找集合中的关键元素
     *
     * @param list       有序集合
     * @param startIndex 集合开始下标
     * @param endIndex   集合结束下标
     * @param key        查找关键元素
     * @return int
     */
    private static int searchList1(
            List<Integer> list,
            int startIndex,
            int endIndex,
            int key) {
        // 满足 开始下标 不大于 结束下标才行
        while (startIndex <= endIndex) {
            int middleIndex = (endIndex - startIndex) / 2 + startIndex;
            if (key == list.get(middleIndex))
                return middleIndex;
            if (key > list.get(middleIndex))
                // 说明在[middle, end]之间，需要重置 开始下标为 中间位置+1，抛弃[start,middle]集合查找
                startIndex = middleIndex + 1;
            else if (key < list.get(middleIndex))
                // 说明在[start, middle]之间，需要重置 结束下标为 中间位置-1，抛弃[middle,end]集合查找
                endIndex = middleIndex - 1;
            else
                // 集合中没有找到指定的元素
                return -1;
        }
        return -1;
    }
    /**
     * 采用二分法查找集合中的关键元素
     * 采用递归的方式
     *
     * @param list       有序集合
     * @param startIndex 开始下标
     * @param endIndex   结束下标
     * @param key        查找关键元素
     */
    private static int searchList(
            List<Integer> list,
            int startIndex,
            int endIndex,
            int key) {
        int middleIndex = (endIndex - startIndex) / 2 + startIndex;
        System.out.println("中间位置：" + middleIndex);
        if (key == list.get(middleIndex)) {
            return middleIndex;
        }
        if (startIndex >= endIndex) {
            return -1;
        }
        // 说明在 [middle，end]之间
        else if (key > list.get(middleIndex)) {
            return searchList(list, middleIndex + 1, endIndex, key);
        }
        // 说明在[start, middle]之间
        else if (key < list.get(middleIndex)) {
            return searchList(list, startIndex, middleIndex - 1, key);
        } else {
            return -1;
        }
    }
    /**
     * 对list集合进行赋值
     *
     * @param list 集合
     */
    private static void addListVal(List<Integer> list) {
//        for (int i = 0; i < 88; i++) {
//            list.add(i);
//        }
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        list.add(7);
        list.add(8);
        list.add(9);
        list.add(10);
        list.add(5);
        list.add(6);
    }
}

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