Java中的Arrays.binarySearch()方法详解

1. 作用

通过二分法在已经排好序的数组中查找指定的元素，并返回该元素的下标

2. 操作接口

方法原型为：public static int binarySearch(Object[] a, Object key)，该函数需要接收两个参数：数组名称，以及我们所需要查找的元素

3. 返回值

该方法的返回值的类型为整型，具体返回值具体分为以下两种情况：

• 如果数组中存在该元素，则会返回该元素在数组中的下标

  • 例如：

    import java.util.Arrays;
    public class binarySearch {
        public static void main(String[] args) {
            int[] scores = {1, 20, 30, 40, 50};
            //在数组scores中查找元素20
            int res = Arrays.binarySearch(scores, 20);
            //打印返回结果
            System.out.println("res = " + res);
        }
    }
    
    

    运行结果：res = 2

• 如果数组中不存在该元素，则会返回 -(插入点 + 1)，

  • 这里的插入点具体指的是：如果该数组中存在该元素，那个元素在该数组中的下标

  • 例如：

    import java.util.Arrays;
    public class binarySearch {
        public static void main(String[] args) {
            int[] scores = {1, 20, 30, 40, 50};
            //1.在数组scores中查找元素25
            //从数组中可以看出 25位于20与30之间，
            //由于20的下标为1，所以25的下标为2，
            //最后的返回值就为：-(2 + 1) = -3
            int res1 = Arrays.binarySearch(scores, 25);
            //2.同理在该数组中查找-2
            //可以看出-2比数组中的任何一个元素都要小
            //所以它应该在数组的第一个，所以-2的下标就应该为0
            //最后的返回值就为：-(0 + 1) = -1
            int res2 = Arrays.binarySearch(scores, -2);
            //3.又例如在该数组中查找55
            //由于55比数组中的任何一个元素都要大
            //所以他应该位于数组的最后一个，它的下标就为5
            //最后的返回值就为：-(5 + 1) = -6
            int res3 = Arrays.binarySearch(scores, 55);
            //打印返回结果
            System.out.println("res1 = " + res1);
            System.out.println("res1 = " + res2);
            System.out.println("res1 = " + res3);
        }
    }
    

    运行结果：
    res1 = -3
    res1 = -1
    res1 = -6

4. 具体实现原理

import java.util.Arrays;
public class binarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] scores = {1, 20, 30, 40, 50};
        //调用java提供的binarySearch方法
        int a = Arrays.binarySearch(scores, 30);
        //调用自定义的binarySearch方法
        int b = myBinarySearch(scores, 30);
        System.out.println("a = " + a);
        System.out.println("b = " + b);
    }
    //自定义二分查找函数
    public static int myBinarySearch(int [] array, int key) {
		int low = 0;
		int high = array.length - 1;
		int mid = (low + high) / 2;
		while(low <= high) {
			if(key < array[mid]) 
				high = mid - 1;
			else if(key > array[mid]) 
				low = mid + 1;
			else 
				return mid;
		}
		return -(1 + low);
	}
}

运行结果：
a = 2
b = 2