本文實例為大家分享了Java實現二分查找的變種,供大家參考,具體內容如下
普通二分查找:
先回顧一下普通的二分查找
注意:二分查找有這樣一個問題:當數組中數有重復時,比如 {3,3,3,3} 這個數組,二分查找3時,返回的是arr[1],也就是說二分查找并不會返回3第一次出現的位置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, 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));  }} 二分變種:findFirst函數
在普通二分查找中,在[left....right]左閉右閉區間中查找,如果找到了值為value的元素就認為找到了。而在這個findFirst函數中就不是如此,在[left....right]左閉右閉區間中查找,當找到值等于value的元素后,不是讓right = mid - 1,而是讓right = mid,繼續在[left....right]左閉右閉區間中查找。最終left== right時就退出循環。
退出循環后可能找到了value值,也有可能是循環遍歷完整個數組后都沒找到value,而退出循環。
所以退出循環后還要在判斷一下是那種情況。
public class BinarySearch {  public static <T extends Comparable<? super T>> int findFirst(T arr[], T value) {    int left = 0;    int right = arr.length - 1;    //當left>=right時退出,這里的“=”情況與二分不同    while (left < right) {      int mid = (left + right) >> 1;      if (arr[mid].compareTo(value) < 0) {        left = mid + 1;      } else {        right = mid;      }    }    // 上面循環遍歷完后。是找到了value值?還是沒找到value值?判斷一下。    if (arr[left] == value) {      return left;    } else {      return -1;    }  }   public static void main(String[] args) {    Integer[] arr = new Integer[]{1, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 6, 7, 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));  }}二分變種:fewer函數
介紹
給定一個數組,和一個變量value,從數組中找出值最接近value值而且比value小的那個數。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在數組arr中的下角標 ) 。
如果沒找到比value小的數,那么輸出 -1。
解決思路
用二分查找方法。每次用 arr[mid] 來與value進行比對。小、等于,去左邊找;大,去右邊找。可能上一句的“等于”的情況你不太理解。普通二分查找是找出arr[mid] == value,而fewer函數是為了找出比value小的數,所以盡管arr[mid] == value,還得繼續去左邊找更小的值。
例子
	
代碼
public class BinarySearch {  public static <T extends Comparable<? super T>> int fewer(T arr[], T value) {    int left = 0;    int right = arr.length - 1;    //當left > right 時退出    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, 25, 31, 34, 37, 39, 52, 63};     //3    System.out.println(fewer(arrF, 30));  }} 二分變種:greater函數
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