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【程序员必会十大算法】之二分查找算法

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摘要:递归实现不考虑相同数二分查找,不考虑有相同数的情况递归找到了考虑有相同数二分查找考虑有相同元素的情况递归要查找的值

1.递归实现

①不考虑相同数
/** * 二分查找,不考虑有相同数的情况(递归) * @param arr * @param left * @param right * @param findVal * @return */public static int binarySearch(int[] arr,int left,int right,int findVal){    if (left > right || arr[0] > findVal || arr[arr.length - 1] < findVal){        return -1;    }else {        int mid = (left + right) / 2;        if (arr[mid] > findVal){            return binarySearch(arr,left,mid - 1,findVal);        }else if (arr[mid] < findVal){            return binarySearch(arr,mid + 1,right,findVal);        }else {            //找到了            return mid;        }    }}
②考虑有相同数
/** * 二分查找 考虑有相同元素的情况(递归) * @param arr * @param left * @param right * @param findVal 要查找的值 * @return */public static ArrayList<Integer> binarySearch1(int[] arr,int left,int right,int findVal){    if (left > right || arr[0] > findVal || arr[arr.length - 1] < findVal){        return null;    }else {        int mid = (left + right) / 2;        if (arr[mid] > findVal){            return binarySearch1(arr,left,mid - 1,findVal);        }else if (arr[mid] < findVal){            return binarySearch1(arr,mid + 1,right,findVal);        }else {            ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();            //先往左走            int midLeft = mid - 1;            while (midLeft >= 0 && arr[midLeft] == findVal){                arrayList.add(midLeft);                midLeft--;            }            Collections.reverse(arrayList);            arrayList.add(mid);            int midRight = mid + 1;            while (midRight < arr.length && arr[midRight] == findVal){                arrayList.add(midRight);                midRight++;            }            return arrayList;        }    }}

2.非递归实现

①不考虑有相同数
/** * 二分查找,不考虑有相同数的情况(非递归) * @param arr * @param findVal * @return */public static int binarySearch3(int[] arr,int findVal){    int left = 0;    int right = arr.length - 1;    while (left <= right){        int mid = (left + right) / 2;        if (arr[mid] > findVal){            right = mid - 1;        }else if (arr[mid] < findVal){            left = mid + 1;        }else {            return mid;        }    }    return -1;}
②考虑有相同数
/** * 二分查找,考虑有相同数的情况(非递归) * @param arr * @param findVal * @return */public static ArrayList<Integer> binarySearch4(int[] arr,int findVal){    int left = 0;    int right = arr.length - 1;    while (left <= right){        int mid = (left + right) / 2;        if (arr[mid] > findVal){            right = mid - 1;        }else if (arr[mid] < findVal){            left = mid + 1;        }else {            ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();            int midLeft = mid - 1;            while (midLeft > 0 && arr[midLeft] == findVal){                arrayList.add(midLeft);                midLeft--;            }            Collections.reverse(arrayList);            arrayList.add(mid);            int midRight = mid + 1;            while (midRight < arr.length && arr[midRight] == findVal){                arrayList.add(midRight);                midRight++;            }            return arrayList;        }    }    return new ArrayList<>();}

完整版

public class Main {    public static void main(String[] args) {        int[] arr = {1,1,2,2,33};            }    /**     * 二分查找,考虑有相同数的情况(非递归)     * @param arr     * @param findVal     * @return     */    public static ArrayList<Integer> binarySearch4(int[] arr,int findVal){        int left = 0;        int right = arr.length - 1;        while (left <= right){            int mid = (left + right) / 2;            if (arr[mid] > findVal){                right = mid - 1;            }else if (arr[mid] < findVal){                left = mid + 1;            }else {                ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();                int midLeft = mid - 1;                while (midLeft > 0 && arr[midLeft] == findVal){                    arrayList.add(midLeft);                    midLeft--;                }                Collections.reverse(arrayList);                arrayList.add(mid);                int midRight = mid + 1;                while (midRight < arr.length && arr[midRight] == findVal){                    arrayList.add(midRight);                    midRight++;                }                return arrayList;            }        }        return new ArrayList<>();    }    /**     * 二分查找,不考虑有相同数的情况(非递归)     * @param arr     * @param findVal     * @return     */    public static int binarySearch3(int[] arr,int findVal){        int left = 0;        int right = arr.length - 1;        while (left <= right){            int mid = (left + right) / 2;            if (arr[mid] > findVal){                right = mid - 1;            }else if (arr[mid] < findVal){                left = mid + 1;            }else {                return mid;            }        }        return -1;    }    /**     * 二分查找 考虑有相同元素的情况(递归)     * @param arr     * @param left     * @param right     * @param findVal 要查找的值     * @return     */    public static ArrayList<Integer> binarySearch1(int[] arr,int left,int right,int findVal){        if (left > right || arr[0] > findVal || arr[arr.length - 1] < findVal){            return null;        }else {            int mid = (left + right) / 2;            if (arr[mid] > findVal){                return binarySearch1(arr,left,mid - 1,findVal);            }else if (arr[mid] < findVal){                return binarySearch1(arr,mid + 1,right,findVal);            }else {                ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();                //先往左走                int midLeft = mid - 1;                while (midLeft >= 0 && arr[midLeft] == findVal){                    arrayList.add(midLeft);                    midLeft--;                }                Collections.reverse(arrayList);                arrayList.add(mid);                int midRight = mid + 1;                while (midRight < arr.length && arr[midRight] == findVal){                    arrayList.add(midRight);                    midRight++;                }                return arrayList;            }        }    }    /**     * 二分查找,不考虑有相同数的情况(递归)     * @param arr     * @param left     * @param right     * @param findVal     * @return     */    public static int binarySearch(int[] arr,int left,int right,int findVal){        if (left > right || arr[0] > findVal || arr[arr.length - 1] < findVal){            return -1;        }else {            int mid = (left + right) / 2;            if (arr[mid] > findVal){                return binarySearch(arr,left,mid - 1,findVal);            }else if (arr[mid] < findVal){                return binarySearch(arr,mid + 1,right,findVal);            }else {                //找到了                return mid;            }        }    }}

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