二分搜索算法常见使用误区

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• 直接使用二分搜索法，搜索一个无序的数组或集合。

  如果你运气好的话，可能会搜索到你想要的数据，但是大部分情况下你不能得到你想要的结果。因为二分搜索是按照中间值来计算你要搜索数据的范围，每次逐渐缩小范围。如果你的结果不在一个按照升序排列的数组中，你要搜索的数据很可能被遗弃，然后返回负值。我们可以通过如下所示一段程序来断言，数组是否是有序的。

for(int i=0; i< arr.length; i++) {
    if(arr[i]>arr[i+1]) {
        return 0
    }
    return 1;
}

• 自己写了一个二分搜索算法，陷入了一个死循环，不知道为什么？

因为你的边界没有完全控制好，所以造成了这种情况。如下:

反面教材 1： 数组 int arr[] = {12,14,143,145,643,23453,233452}; 搜索数据 233452（直接陷入死循环）

int start = 0;
int end = arr.length-1;
while(start <= end) {
    int mid = (start + end) / 2;
    if(key < arr[mid]){
        end = mid;
    }else if(key > arr[mid]) {
        start = mid;
    }else {
        return mid;
    }
}
return -1;

如上这种写法看起貌似是正确的，如果仔细分析的话，会发现数组的长度为7

• 第一次循环中间量mid=3

• 第二次循环中间量mid=4

• 第三次循环中间量mid=5

• 第四次循环中间量mid=6

• 第五次循环中间量mid=6

• 第六次循环中间量mid=6

• 第七次循环中间量mid=6

• .....

• 由此陷入死循环

反面教材 2： 如果我们通过调试之后，把程序调整成如下，循环搜索结果，发现依然是个死循环。最终卡在了中间值5上，究其原因是因为，我们的中间值不能一直缩小，所以最终导致这个问题。

int start = 0;
int end = arr.length-1;
while(start <= end) {
    int mid = (start + end) / 2;
    if(key < arr[mid]){
        end = mid + 1;
    }else if(key > arr[mid]) {
        start = mid - 1;
    }else {
        return mid;
    }
}
return -1;

正确写法如下：(迭代过程中，循环不断减小。)

int start = 0;
int end = arr.length-1;
while(start <= end) {
    int mid = (start + end) / 2;
    if(key < arr[mid]){
        end = mid - 1;
    }else if(key > arr[mid]) {
        start = mid + 1;
    }else {
        return mid;
    }
}
return -1;

如果一个有序数组中，存在相同的数字，我们怎么保证返回所有的呢？

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