二分搜索算法无法正常工作 - Java答案

【问题标题】：Binary search algorithm does not work properly - Java二分搜索算法无法正常工作 - Java
【发布时间】：2013-04-23 06:14:21
【问题描述】：

我想制作自己的二进制搜索算法来搜索 1 000 000 个元素的 ArrayList。我决定使用 do-while 循环进行搜索。我知道我可以使用 while() 循环。但是当我运行它时，需要很长时间才能找到数字。我猜想设置 ArrayList 的第一个和最后一个元素的值有问题。我的代码是

import java.util.*;

public class BinSearchAlg {
public static void main(String[]args){

    int first;
    int last;
    int median;//middle element of arraylist
    Long element;//element with median index
    Scanner scan = new Scanner(System.in);
    ArrayList<Long>list = new ArrayList();
    for(long l=0;l<1000000;l++){
        list.add(l);//list is sorted
    }
    first = 0;
    last = list.size();
    median = (last-first)/2;
    element = list.get(median);
    System.out.println("Choose the number: ");
    long l = scan.nextLong();
    do{
        if(element<l){
            first = median;
            median=(last-first)/2;
            element = list.get(median);
        }else{ //if(element>l){
            last = median;
        median = (last-first)/2;
        element = list.get(median);
        }
    }while(element!=l);
}
}

感谢您的帮助。

【问题讨论】：

标签： java algorithm search binary do-while

【解决方案1】：

median 计算有问题：

median=(last-first)/2;

你应该这样做：

median=(last+first)/2;

在您拥有的当前代码中，当您在[10..16] 范围内搜索时，您的代码将尝试将目标与list.get(3) 的中值进行比较。

可能还有另一个错误，但现在我将把这个留给你。提示：尝试[0, 1]，这应该会暴露代码中的错误。

【讨论】：

还有first = median + 1; 而不仅仅是中位数。进一步while (first < last).
@JoopEggen 是的，我没有给 OP 答案，但添加了一个提示。
@UmNyobe 嗯，有什么理由使用它吗？没有 set fst = med + 1 可以工作吗？
@ZiyaoWei 如果列表足够大，first + last 可以溢出。 (last - first)/2 + first，或者，正如 UmNyobe 所写，(first - last)/2 + last 不能溢出（对于 0 <= first <= last）。
@DanielFischer 啊，我明白了。谢谢！（虽然在溢出之前，大多数情况下内存可能先用完，我们总是可以使用long8）

【解决方案2】：

正如魏子尧回答的那样，您需要修复中位数。此外，您可能需要一个不同的循环退出条件 - 现在如果 l 不在列表中，您将获得一个无限循环。此外，您的if-else 必须是if-elseif-else - 目前如果l == element 则循环实际上会将其视为element > l 并继续循环。

【讨论】：

好的，我在代码中使用了 median=((last-first)/2)+first。我还使用了 if(element>l){last = median-1; ...}，然后我添加了 else if(element==l){break;} 和 else if(!list.contains(l)){break;} 并使用了 while(first
取出!list.contains(1) - 这将对整个列表进行线性搜索。相反，将其替换为 else break; 以在找到元素后退出循环。
完成。其余的代码对吗？二进制搜索现在有效吗？
我认为你的代码应该返回一个布尔值来指示是否找到了元素。除此之外，它看起来已经准备好进行测试了。
当我在列表范围内键入任何数字时，程序将在几毫秒后完成 - 此外我使用 System.currentTimeMillis() 方法来计算选择数字之间花费了多少时间并找到它。

【解决方案3】：

你可以直接使用 Collection 类的二分查找方法存在 java.util 包：-

Collections.binarySearch(myList,key.get(i),new MyTransferObjectClass());

和

public class MyTransferObjectClass implements Comparator<MyTransferObjectClass>{

@Override
    public int compare(MyTransferObjectClass o1, MyTransferObjectClass o2) {
                //your logic for comparison
    }

}

既然可以使用可用的 API，为什么还要添加冗余代码。

【讨论】：