使用 `Collections.binarySearch` 签名实现二进制搜索

Question

这是我尝试实现必须遵循的二分搜索：

static <T> int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key)
static <T> int binarySearch(List<? extends T> list, T key, Comparator<? super T> c)

但是，我想避免代码重复并将其中一个实现委托给另一个实现（目前是第一个实现到第二个）。为此，我需要去掉通配符 ? 并使用第二个泛型类型，如下所示：

public class BinarySearch {
    public static <Q extends Comparable<? super T>, T>
    int search(List<Q> xs, T x) {
        return search(xs, x, Q::compareTo);
    }

    public static <T>
    int search(List<? extends T> xs, T x, Comparator<? super T> cmp) {
        int l = 0, r = xs.size() - 1;

        while (l <= r) {
            int mid = l + (r - l) / 2;

            if (cmp.compare(xs.get(mid), x) == 0)
                return mid;

            if (cmp.compare(xs.get(mid), x) < 0)
                r = mid - 1;
            else
                l = mid + 1;
        }

        return xs.size();
    }
}

不幸的是，这无法编译，失败并出现错误：

Non-static method cannot be referenced from a static context

我该如何解决这个问题？

PS：如果你想知道为什么来自 Collections 的签名看起来是这样的，这里有一个解释：How do these two generic signatures for Collections.binarySearch differ?

PPS：曾经有一个答案（现在已删除），您不能在预期 Comparator 的地方传递 T::compareTo。好吧，我相信你可以，这是我的 QuickSort 工作实现，它正是这样做的：https://github.com/all3fox/algos-java/blob/481f2c71952bf2c7510cb93cc1af8e90016ccf3b/src/main/java/io/github/all3fox/sort/QuickSort.java

Answer 1

其实我不明白为什么要用Q：

public static <T extends Comparable<T>>
int search(List<? extends T> xs, T x) {
    return search(xs, x, T::compareTo);
}

将编译并在我看来足够了。 它让我可以做到这两点：

BinarySearch.search(new ArrayList<Timestamp>(), new Date());
BinarySearch.search(new ArrayList<Date>(), new Timestamp(0L));

这里非常重要的一点是，这实际上意味着（或多或少）：

int search(List<? extends T> xs, final T x) {
    return search(xs, x, new Comparator<T>() {
      @Override
      public int compare(T o1, T o2) {
        return x.compareTo(o2);
      }
    });
}

现在我们可以清楚地看到：x 需要是 Comparable 类型。您的方法中没有说明这一点。相反，定义了一个类型 Q，但实际上没有参与者属于这种类型。所以 Comparator 不是严格兼容的，但它必须兼容，因为 x 的 compareTo 方法是比较器的实现。顺便说一句，另一种方法是使用Comparator.naturalOrder() 作为技巧，但仍然必须将 T 定义为 Comparable。