二进制搜索：程序不会终止答案

【问题标题】：Binary Search: Program doesn't terminate二进制搜索：程序不会终止
【发布时间】：2022-01-09 14:56:06
【问题描述】：

我一直在尝试学习算法，作为其中的一部分，我一直在尝试编写二进制搜索代码，逻辑似乎很好。代码不会终止，IDE 永远保持空闲状态。我不明白我做错了什么。任何帮助表示赞赏。提前致谢！

public class BinarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
        int no = 5;
        System.out.print(binSearch(arr, no, 0, arr.length - 1));


    }

    private static boolean binSearch(int[] arr, int no, int start, int end) {
        while(start <= end) {
            int mid = (start + end) / 2;
            if (arr[mid] == no) {
                return true;
            } else if (no > arr[mid]) {
                binSearch(arr, no, mid + 1, end);
            } else if(no < arr[mid]) {
                binSearch(arr, no, start, mid - 1);
            }
        }
        return false;
    }
}

【问题讨论】：

标签： algorithm binary-search

【解决方案1】：

您在两个递归调用中缺少return：

private static bool binSearch(int[] arr, int no, int start, int end) {
    
    while(start <= end) {
        int mid = (start + end) / 2;
        if (arr[mid] == no) {
            return true;
        } else if (no > arr[mid]) {
            return binSearch(arr, no, mid + 1, end);
        } else if(no < arr[mid]) {
            return binSearch(arr, no, start, mid - 1);
        }
    }
    return false;
}

你也可以考虑把它写成非递归循环。

【讨论】：

非常感谢。由于我已经在找到时返回 true，在未找到时返回 false，您能否解释一下添加 return 使其工作？
当我调试代码时，我看到它在返回 true 后并没有终止。它转到下一个 else if。知道为什么吗？
@Harsha 学习如何使用调试器、设置断点和单步调试代码会很好。或者添加打印语句，这样你就可以看到它在做什么。当您调用 binsearch 而不返回值时，它不会终止循环，因此它只会继续运行并调用方法并忽略结果。
@Harsha：它从递归调用返回到外部调用，然后忽略结果。调试时查看调用堆栈。

【解决方案2】：

好吧，我想我们回顾一下递归

binSearch(arr, num, start, end){

    while (start<=end){
        int mid = (start+end)/2;
        if (arr[mid] == no) {
           return true              #when it finally matches return true 
        }


        else if (arr[mid] > no) {
            binSearch(arr, no, start, mid-1)  #call binSearch for new value

        }
    }
}

为了说明递归，假设我们想要一个输入 A 的值 B。现在将一个节点或某个点想象为代表我们输入 A 的原点。对于 A 之后的每个点或节点，我们都采取了一些步骤来找到值 B。

一旦我们找到了我们想要的值，我们的方法的结构就可以用一个具有一个方向的图来说明。 A --> C --> --> D --> B

这基本上就是递归的工作原理。现在首先，让我们看一下您的 else if 语句。当您的参数满足 else if 条件之一时，您将调用 binSearch 方法。

这基本上是创建一个新的起点，而不是从最初的起点开始。因此，假设在第 3 次迭代中，您最终满足了布尔条件并返回 true。但是它在哪里返回 true 呢？

仅对 binSearch 进行的最后一次调用或最近一次调用。让我们称之为迭代 2。

现在，一旦创建了返回值，它就会简单地转到下一个代码块，这会将我们带到您的 while 循环中。您的代码可以移动到下一个代码块（返回 false 值）的唯一方法是跳出 while 循环，即。让你的起始值大于你的结束值。

但是请记住，我们正在进行第 2 次迭代。第 2 次迭代被赋予了满足 while 循环的 start 和 end 值，因此它再次循环，并且任何 else-if 语句迭代 2 在返回 true 的最终迭代之前登陆，它将无限期地重复。

上面提到的显而易见的解决方案是在调用之前放置“return”，因为这将一直返回到对 binSearch 的原始调用。

另外，while 循环不是必需的，除非您在没有递归的情况下执行它。

【讨论】：