Java經典算法折半查找的原理是什么與怎么實現

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二分查找

二分查找也稱折半查找（Binary Search），它是一種效率較高的查找方法，可以在數據規模的對數時間復雜度內完成查找。是一種在有序數組中查找某一特定元素的搜索算法。

算法思路

以升序數列為例，比較目標元素與數列中間位置的元素的大小，如果目標元素比中間位置的元素大，則繼續在數列的后半部分中進行二分查找；如果目標元素比中間位置的元素小，則在數列的前半部分進行比較；如果相等，則找到了元素的位置。每次比較的數列長度都會是之前數列的一半，直到找到相等元素的位置或者最終沒有找到目標元素。

圖解

給定一個有序的升序排列的數組 nums=[-1，0，2，5，8，12，18，38，43，46]

然后在該數組中找到目標值 target = 12。

圖解如下：

力扣原題

傳送門

題目描述：

給定一個 n 個元素有序的（升序）整型數組 nums 和一個目標值 target ，寫一個函數搜索 nums 中的 target，如果目標值存在返回下標，否則返回 -1。

示例 1:

輸入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9
輸出: 4
解釋: 9 出現在 nums 中并且下標為 4

示例 2:

輸入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2
輸出: -1
解釋: 2 不存在 nums 中因此返回 -1

解題思路：

根據題意得出該數組為有序數組，這也是使用二分查找的前提條件。

• 定義兩個指針分別指向數組的首尾兩個元素；

• 找到數組的中間值mid；

• 如果nums[mid] < target，則 target 位于數組的后半部分，反之nums[mid] > target在前半部分；

• 重復上一步操作，直到nums[mid] = target，說明找到target，返回下標即可。

Java代碼實現：

class Solution {
    public int search(int[] nums, int target) {
        int left = 0,right = nums.length - 1;
        while(left <= right) { // 循環條件
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if(nums[mid] == target){
                return mid;
            } else if (nums[mid] < target) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }
        return -1;  // 找不到則返回-1
    }
}

復雜度分析：

• 時間復雜度：O(logn)，其中 n 是數組的長度。

• 空間復雜度：O(1)。

到此，相信大家對“Java經典算法折半查找的原理是什么與怎么實現”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！