Java面试必备知识点梳理：二分查找算法

在计算机世界里“数据结构 算法=程序”，因此算法在程序开发中起着至关重要的作用。虽然我们在开发中自己设计算法的情况不多，在工作中却离不开算法。无论是开发包提供的算法还是我们自己设计的算法，算法在程序中都无处不在。

常用的算法有查找算法和排序算法。查找算法有线性查找算法、深度优先搜索算法、广度优先搜索算法和二分查找算法，而最常用也最快速的就是二分查找算法了。

二分查找算法又叫作折半查找，要求待查找的序列有序，每次查找都取中间位置的值与待查关键字进行比较，如果中间位置的值比待查关键字大，则在序列的左半部分继续执行该查找过程，如果中间位置的值比待查关键字小，则在序列的右半部分继续执行该查找过程，直到查找到关键字为止，否则在序列中没有待查关键字。

下图中，在有序数组[3,4,6,20,40,45,51,62,70,99,110] 中查找key=20的数据，根据二分查找算法，只需查找两次便能命中数据。

这里需要强调的是，二分查找算法要求要查找的集合是有序的，如果不是有序的集合，则先要通过排序算法排序后再进行查找。

二分查找算法的Java实现如下，代码定义了方法binarySearch()用于二分查找，在该方法中有3个变量low、mid和high，分别表示二分查找的最小、中间和最大的数据索引。

 1     publicstatic int  binarySearch(int []array,inta){
 2        intlow=0;
 3        inthigh=array.length-1;
 4        intmid;
 5       while(low<=high){
 6           mid=(low high)/2;//中间位置
 7           if(array[mid]==a){
 8               return mid;
 9           }else if(a>array[mid]){ //向右查找
10               low=mid 1;
11           }else{ //向左查找
12               high=mid-1;
13            }
14        }
15       return -1;
16    }

在以上代码中，通过一个while循环在数组中查找传入的数据，在该数据大于中间位置的数据时向右查找，即最大索引位置不变，将最小索引设置为上次循环的中间索引加1；在该数据小于中间位置的数据时向左查找，即最小索引位置不变，然后将最大索引设置为上次循环的中间索引并减1。重复以上过程，直到中间索引位置的数据等于要查找的数据，说明找到了要查找的数据，将该数据对应的索引返回。如果遍历到low>high还没有找到要查找的数据，则说明该数据在列表中不存在，返回-1。

面试官通常会在短短两小时内对面试者的知识结构进行全面了解，面试者在回答问题时如果拖泥带水且不能直击问题的本质，则很难充分表现自己，最终影响面试结果。

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▉ 关于作者

王磊，现任国内某知名互联网公司大数据技术架构师，有十余年丰富的物联网及大数据研发和技术架构经验，对物联网及大数据的原理和技术实现有深刻的理解。长期从事海外项目的研发和交付工作，对异地多活数据中心的建设及高可用、高并发系统的设计有丰富的实战经验。

▉ 大咖推荐

• 杨彪 / 美团高级架构师，《可伸缩服务架构》《分布式服务架构》作者
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• 王新栋 / 京东资深架构师，《架构修炼之道》作者

▉ 章节架构

第1章 讲解JVM原理，涉及JVM运行机制、JVM内存模型、常用垃圾回收算法和JVM类加载机制等内容。

第2章 讲解Java基础知识，涉及集合、异常分类及处理、反射、注解、内部类、泛型和序列化等内容。

第3章 讲解Java并发编程知识，涉及Java多线程的工作原理及应用、Java线程池的工作原理及应用，以及锁、进程调度算法等内容。

第4章 讲解数据结构知识，涉及栈、队列、链表、散列表、二叉树、红黑树、图和位图等内容。

第5章 讲解Java中的常用算法，涉及二分查找、冒泡排序、插入排序、快速排序、希尔排序、归并排序、桶排序、基数排序等算法。

第6章 讲解网络与负载均衡原理，涉及TCP/IP、HTTP、常用负载均衡算法和LVS原理等内容。

第7章 讲解数据库及分布式事务原理，涉及数据库存储引擎、数据库并发操作和锁、数据库分布式事务等内容。

第8章 讲解分布式缓存的原理及应用，涉及分布式缓存介绍、Ehcache原理及应用、Redis原理及应用、分布式缓存设计的核心问题等内容。

第9章 讲解设计模式，涉及常见的23种经典设计模式。

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