Java 二进制搜索答案

【问题标题】：Java Binary searchJava 二进制搜索
【发布时间】：2010-02-28 20:25:36
【问题描述】：

尝试对 Book 对象的排序数组执行二进制搜索。

它不能很好地工作，它为某些对象返回正确的结果，但不是全部。

我在纸上进行了循环，似乎由于向上舍入 #.5 可能会遗漏一个数字。

任何想法如何使这项工作？

Book found = null;
    /*
     * Search at the center of the collection. If the reference is less than that,
     * search in the upper half of the collection, else, search in the lower half.
     * Loop until found else return null.
     */
    int top = numberOfBooks()-1;
    int bottom = 0;
    int middle;
    while (bottom <= top && found == null){
        middle = (bottom + top)/2;
        if (givenRef.compareTo(bookCollection.get(middle).getReference()) == 0) {
            found = bookCollection.get(middle);
        } else if (givenRef.compareTo(bookCollection.get(middle).getReference()) < 0){
            bottom = middle + 1;
        } else if (givenRef.compareTo(bookCollection.get(middle).getReference()) > 0){
            top = middle - 1;
        }
    }
    return found;

【问题讨论】：

我将其添加到课程作业中。只需要一个标准搜索，但我也想包括一个二分搜索，让它在人群中脱颖而出

标签： java binary-search

【解决方案1】：

给你一些建议：

没有必要保留Book 变量。在你的循环中，只要找到这本书就返回它，最后返回null。您还可以删除while 条件中变量的布尔检查。
middle 变量可以在循环内限定范围，无需延长它的寿命。
你正在做bookCollection.get(middle).getReference() 三遍。考虑创建一个变量然后使用它。
middle = (bottom + top)/2 是二分搜索实现算法中的一个典型错误。甚至编写 Java Collection 类的 Joshua Bloch 也犯了这个错误（请参阅this interesting blog post 关于它）。相反，使用(bottom+top) >>> 1，以避免非常大的值的整数溢出（你可能不会遇到这个错误，但这是为了原则）。

至于您的实际问题陈述，四舍五入将向下（整数除法），而不是向上。解决问题：

您确定numberOfBooks() 方法与您的集合长度相对应吗？
您确定compareTo() 方法对您使用的类型按预期工作吗（在您的代码示例中，我们不知道getReference() 返回类型是什么）
您确定您的收藏按照getReference()正确排序了吗？
最后，您确定使用givenRef.compareTo(bookCollection.get(middle).getReference()) < 0 是正确的吗？在标准的二进制搜索实现中，它会被反转，例如bookCollection.get(middle).getReference().compareTo(givenRef) < 0。这可能是 donroby 提到的，不确定。

在任何情况下，找出错误的方法是尝试不同的值，看看哪些输出正确，哪些不正确，从而推断出问题所在。如果您必须运行许多测试，您还可以使用调试器来帮助您逐步完成算法，而不是使用铅笔和纸。更好的是，正如 donroby 所说，编写一个单元测试。

【讨论】：

我确定它会返回集合的大小，还有其他想法为什么它不能始终如一地工作吗？

【解决方案2】：

Collections.binarySearch() 怎么样？

【讨论】：

我想自己写一个方法。不过谢谢
自己实现算法是理解算法的好方法。在生产代码中，使用语言或库中可用的实现当然是个好主意。

【解决方案3】：

JRL 的所有建议都是正确的，但实际失败是您的比较被颠倒了。

我自己并没有立即看到这一点，但是将您的代码复制到一个函数中（使用字符串而不是 Books），编写一些简单的 Junit 测试然后在调试器中运行它们就非常明显了。

编写单元测试！

【讨论】：

了解正在发生的事情的另一种策略是调试打印。我建议在循环内放置一些中间元素或索引的打印件，看看是否可以为您提供出错的线索。这或多或少是我在调试器中看到的......通过比较反转并且没有其他更改，它似乎适用于字符串。我唯一能想到的另一件事是，如果列表实际上没有排序，这肯定会意外失败。

【解决方案4】：

我发现了问题。

原来我是在对我的 bookCollection arrayList 进行二进制搜索，而不是我创建的新 sroted 数组 - sortedLib。

我犯了一个愚蠢的错误，但感谢您的意见和建议！

【讨论】：