Java实现二分查找，查询数组中的元素

折半查找法

折半搜索（英语：half-interval search），也称二分搜索（英语：binary search）、对数搜索（英语：logarithmic search），是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。
搜索过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜索过程结束；如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。

具体实现

1、主函数内部实现

源代码：

import java.util.Scanner;
/**
 * Java实现二分查找
 */
public class binarySearchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个数组，并初始化
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //输入你要查找的数字。
        int key = sc.nextInt();
        int left = 0;
        int right = arr.length - 1;
        int mid=0;
        while (left <= right) {
            mid = (left + right) / 2;
            if (arr[mid] < key) {
                left = mid + 1;
            } else if (arr[mid] > key) {
                right = mid - 1;
            } else {
               break;
            }
        }
        if (left <= right) {
            System.out.println("找到了，下标是：" + mid);
        } else {
            System.out.println("未找到！");
        }
    }
}

运行结果：

2、定义方法，并调用：

定义方法，并调用方法，找到查找的数字，则返回下标，未找到，则返回-1（数组的下标不可能为负数）

源代码：

import java.util.Scanner;

/**
 * 二分查找方法实现
 */
public class binarySearchDemo1 {
    public static int myBinarySearch(int[] arr, int key) {
        int left = 0;
        int right = arr.length - 1;
        int mid = 0;
        while (left <= right) {
            mid = (left + right) / 2;
            if (arr[mid] < key) {
                left = mid + 1;
            } else if (arr[mid] > key) {
                right = mid - 1;
            } else {
                break;
            }
        }
        if (left <= right) {
            //如果找到，返回下标
            return mid;
        } else {
            //如果没找到，返回-1
            return -1;
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个数组，并初始化
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //输入你要查找的数字。
        int key = sc.nextInt();
        System.out.println(myBinarySearch(arr, key));

    }
}

运行结果：

3、调用Arrays中的binarySearch方法：

在Java中提供了很多的方法，其中Arrays是对数组的操作方法，binarySearch可以实现二分查找，但是在使用的时候需要导入包：import java.util.Arrays;

binarySearch方法有各种类型的：

源代码：

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

/**
 * 调用Arrays中的binarySearch方法
 */
public class binarySearchDemo2 {

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个数组，并初始化
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //输入你要查找的数字。
        int key = sc.nextInt();
        //调用方法：
        System.out.println(Arrays.binarySearch(arr, key));
    }
}

运行结果：

总结

虽然这种方法很简便，大大加快了我们解题速度，但是作为初学者，还是需要弄懂其原理！