java 实现二分查找法
package com.test.sort;
import java.util.Random;
/**
* 排序算法的测试
* 一个 n 个元素数组要进行排序，一般是要进行n-1次循环，所以最外面的那层循环，
* 一般是固定的，就看内层循环式如何开始的，根据内层循环的不同，起了几个名字
* 用以区分
* 1）冒泡排序进行相邻两个元素的比较：那肯定就是从0开始到 n-1结束，比较i 和 i-1 两个元素
* 2）直接选择排序法----选择排序的一种，选择选择选一个最小的或者最大的；从i+1开始一次进行比较
* 3）插入排序--将一个记录插入到已排好序的有序表，依次比较i之前的
* 感觉 直接选择排序法 与 插入排序 正好颠倒，一个i之前，一个i之后
* 4）数组的反转--这个应该很好理解，从中间元素，一分为二
* 5）快速排序--关键是有三个指针 一个标记标杆，一个标记最左边的 一个标记最右边的（最容易出错）
* 6）二分法--线性表必须是有序列表 这个看着也很简单，但要是自己不动手多练几遍也记不住啊！
*
* @author Administrator
*
*/
public class SortTest {
/**
* 初始化测试数组的方法
* @return 一个初始化好的数组
*/
public int[] createArray() {
Random random = new Random();
int[] array = new int[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
array[i] = random.nextInt(100) - random.nextInt(100);// 生成两个随机数相减，保证生成的数中有负数
}
System.out.println("==========原始序列==========");
printArray(array);
return array;
}
/**
* 打印数组中的元素到控制台
* @param source
*/
public void printArray(int[] data) {
for (int i : data) {
System.out.print(i + " ");
}
System.out.println();
}
/**
* 交换数组中指定的两元素的位置
* @param data
* @param x
* @param y
*
*/
private void swap(int[] data, int x, int y) {
int temp = data[x];
data[x] = data[y];
data[y] = temp;
}
/**
* 冒泡排序----交换排序的一种
* 方法：相邻两元素进行比较，如有需要则进行交换，每完成一次循环就将最大元素排在最后（如从小到大排序），下一次循环是将其他的数进行类似操作。
* 性能：比较次数O(n^2),n^2/2；交换次数O(n^2),n^2/4
* @param data 要排序的数组
* @param sortType 排序类型
* @return
*/
public void bubbleSort(int[] data, String sortType) {
if (sortType.equals("asc")) { // 正排序，从小排到大
// 比较的轮数
for (int i = 1; i < data.length; i++) {
// 将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡
for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {
if (data[j] > data[j + 1]) {
// 交换相邻两个数
swap(data, j, j + 1);
}
}
}
} else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小
// 比较的轮数
for (int i = 1; i < data.length; i++) {
// 将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡
for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {
if (data[j] < data[j + 1]) {
// 交换相邻两个数
swap(data, j, j + 1);
}
}
}
} else {
System.out.println("您输入的排序类型错误！");
}
printArray(data);// 输出冒泡排序后的数组值
}
/**
* 直接选择排序法----选择排序的一种
* 方法：每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素， 顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。
* 性能：比较次数O(n^2),n^2/2
* 交换次数O(n),n
* 交换次数比冒泡排序少多了，由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多，所以选择排序比冒泡排序快。
* 但是N比较大时，比较所需的CPU时间占主要地位，所以这时的性能和冒泡排序差不太多，但毫无疑问肯定要快些。
* @param data 要排序的数组
* @param sortType 排序类型
* @return
*/
public void selectSort(int[] data, String sortType) {
if (sortType.equals("asc")) { // 正排序，从小排到大
// int index;
// for (int i = 1; i < data.length; i++) {
// index = 0;
// for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {
// if (data[j] > data[index]) {
// index = j;
// }
// }
// //交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数
// swap(data, data.length - i, index);
// }
for (int i = 0; i < data.length - 1; i++) {
int index;
for (int j = i + 1; j < data.length; j++) {
if (data[i] > data[j]) {
index = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = index;
}
}
}
} else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小
for (int i = 0; i < data.length - 1; i++) {
int index;
for (int j = i + 1; j < data.length; j++) {
if (data[i] < data[j]) {
index = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = index;
}
}
}
} else {
System.out.println("您输入的排序类型错误！");
}
printArray(data);// 输出直接选择排序后的数组值
}
/**
* 插入排序
* 方法：将一个记录插入到已排好序的有序表（有可能是空表）中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。
* 性能：比较次数O(n^2),n^2/4
* 复制次数O(n),n^2/4
* 比较次数是前两者的一般，而复制所需的CPU时间较交换少，所以性能上比冒泡排序提高一倍多，而比选择排序也要快。
* @param data 要排序的数组
* @param sortType 排序类型
*/
public void insertSort(int[] data, String sortType) {
if (sortType.equals("asc")) { // 正排序，从小排到大
// 比较的轮数
for (int i = 1; i < data.length; i++) {
// 保证前i+1个数排好序
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (data[j] > data[i]) {
// 交换在位置j和i两个数
swap(data, i, j);
}
}
}
} else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序，从大排到小
// 比较的轮数
for (int i = 1; i < data.length; i++) {
// 保证前i+1个数排好序
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (data[j] < data[i]) {
// 交换在位置j和i两个数
swap(data, i, j);
}
}
}
} else {
System.out.println("您输入的排序类型错误！");
}
printArray(data);// 输出插入排序后的数组值
}
/**
* 反转数组的方法
* @param data 源数组
*/
public void reverse(int[] data) {
int length = data.length;
int temp = 0;// 临时变量
for (int i = 0; i < length / 2; i++) {
temp = data[i];
data[i] = data[length - 1 - i];
data[length - 1 - i] = temp;
}
printArray(data);// 输出到转后数组的值
}
/**
* 快速排序
* 快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略来把一个序列（list）分为两个子序列（sub-lists）。
* 步骤为：
* 1. 从数列中挑出一个元素，称为 "基准"（pivot），
* 2.重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割之后，该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。
* 3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
* 递回的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递回下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。
* @param data 待排序的数组
* @param low
* @param high
* @see SortTest#qsort(int[], int, int)
* @see SortTest#qsort_desc(int[], int, int)
*/
public static int Partition(int n[], int left, int right) {
int lo, hi, pivot, t;
//一直指向第一个数,标杆
pivot = n[left];
//分别指向最左边的值和最右边的值
lo = left - 1; //0-1=-1
hi = right + 1; //9+1=10
while (lo + 1 != hi) {
if (n[lo + 1] <= pivot)
lo++;
else if (n[hi - 1] > pivot)
hi--;
else {
t = n[lo + 1];
n[++lo] = n[hi - 1];
n[--hi] = t;
}
}
n[left] = n[lo];
n[lo] = pivot;
return lo;
}
public static void QuickSort(int a[], int p, int r) {
if (p < r) {
int q = Partition(a, p, r);
QuickSort(a, p, q - 1);
QuickSort(a, q + 1, r);
}
}
/**
* 二分查找特定整数在整型数组中的位置(递归)
* 查找线性表必须是有序列表
* @param dataset
* @param data
* @param beginIndex
* @param endIndex
* @return index
*/
public int binarySearch(int[] dataset, int data, int beginIndex,
int endIndex) {
int midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相当于mid = (low + high)
// / 2，但是效率会高些
if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]
|| beginIndex > endIndex)
return -1;
if (data < dataset[midIndex]) {
return binarySearch(dataset, data, beginIndex, midIndex - 1);
} else if (data > dataset[midIndex]) {
return binarySearch(dataset, data, midIndex + 1, endIndex);
} else {
return midIndex;
}
}
/**
* 二分查找特定整数在整型数组中的位置(非递归)
* 查找线性表必须是有序列表
* @param dataset
* @param data
* @return index
*/
public int binarySearch(int[] dataset, int data) {
int beginIndex = 0;
int endIndex = dataset.length - 1;
int midIndex = -1;
if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex]
|| beginIndex > endIndex)
return -1;
while (beginIndex <= endIndex) {
midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相当于midIndex =
// (beginIndex +
// endIndex) / 2，但是效率会高些
if (data < dataset[midIndex]) {
endIndex = midIndex - 1;
} else if (data > dataset[midIndex]) {
beginIndex = midIndex + 1;
} else {
return midIndex;
}
}
return -1;
}
public static void main(String[] args) {
SortTest sortTest = new SortTest();
int[] array = sortTest.createArray();
// System.out.println("==========冒泡排序后(正序)==========");
// sortTest.bubbleSort(array, "asc");
// System.out.println("==========冒泡排序后(倒序)==========");
// sortTest.bubbleSort(array, "desc");
//
// array = sortTest.createArray();
// System.out.println("==========倒转数组后==========");
// sortTest.reverse(array);
// array = sortTest.createArray();
// System.out.println("==========选择排序后(正序)==========");
// sortTest.selectSort(array, "asc");
// System.out.println("==========选择排序后(倒序)==========");
// sortTest.selectSort(array, "desc");
// array = sortTest.createArray();
// System.out.println("==========插入排序后(正序)==========");
// sortTest.insertSort(array, "asc");
// System.out.println("==========插入排序后(倒序)==========");
// sortTest.insertSort(array, "desc");
//
array = sortTest.createArray();
System.out.println("==========快速排序后(正序)==========");
QuickSort(array, 0, array.length-1);
sortTest.printArray(array);
// System.out.println("==========数组二分查找==========");
// System.out.println("您要找的数在第" + sortTest.binarySearch(array, 74)
// + "个位子。（下标从0计算）");
}
}