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二分查找的实现

最近，我在一次面试中遇到了一个技术题目，要求实现二分查找算法。面试官微笑着说：“小伙子，你的逻辑思维很好，我们等你回来等消息吧！”从那以后，我便开始思考如何实现这一算法。

什么是二分查找？

二分查找是一种高效的查找算法，常用于有序数组中查找特定元素的位置。假设我们有一个有序的整型数组，比如[1,2,3,4,5,6,7,8]，需要查找5的位置。我们可以通过以下步骤来实现：

代码实现

二分查找的实现方式有两种，分别是左闭右闭和左闭右开。两种实现方式的主要区别在于数组边界的选择和循环条件。

左闭右闭实现代码如下：

private static int binarySearch(int target, int[] arry) {
    int left = 0, right = arry.length - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = (left + right) >> 1;
        if (arry[mid] == target) {
            return mid;
        } else if (arry[mid] < target) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return -1;
}

左闭右开实现代码如下：

private static int binarySearch(int target, int[] arry) {
    int left = 0;
    int right = arry.length;
    while (left < right) {
        int middle = (left + right) >> 1;
        if (arry[middle] > target) {
            right = middle;
        } else if (arry[middle] < target) {
            left = middle + 1;
        } else {
            return middle;
        }
    }
    return -1;
}

两种实现方式的主要区别在于数组的边界选择和循环条件。左闭右闭使用数组长度减一作为右边界，而左闭右开使用数组长度作为右边界。此外，循环条件也需要相应调整。

测试示例

为了验证二分查找的正确性，我们可以使用以下测试用例：

示例一： 输入：nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9 输出：4 解释：9位于数组中，下标为4。

示例二： 输入：nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2 输出：-1 解释：2不存在于数组中。

总结

二分查找的关键在于掌握循环条件和区间赋值的技巧。两者必须保持一致，确保算法的正确性。如果循环条件和区间赋值不统一，可能会导致逻辑错误。通过以上实现和测试示例，你可以更好地理解二分查找的工作原理，并在实际开发中灵活运用。

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