java的二分法算法怎么写？

时间: 2023-03-07 10:25:22 浏览: 153

Java常用排序算法&程序员必须掌握的8大排序算法+二分法查找

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### Java常用排序算法详解 #### 一、概述在计算机科学中，排序算法是数据处理中的基础技术之一，被广泛应用于各种场景。本篇文章将详细介绍Java中常用的排序算法及其应用场景，帮助程序员更好地理解和掌握这些算法。 #### 二、Java排序算法分类及特性 Java排序算法大致可以分为以下几类： 1. **插入排序** - **直接插入排序** - **希尔排序** 2. **交换排序** - **冒泡排序** - **快速排序** 3. **选择排序** - **直接选择排序** - **堆排序** 4. **归并排序** 5. **分配排序** - **基数排序** 在这八种排序算法中，**归并排序**所需的辅助空间最多，而**堆排序**所需的辅助空间最少。就平均执行速度而言，**快速排序**是最快的。然而，值得注意的是**快速排序**、**希尔排序**和**堆排序**都是不稳定的排序方法。 #### 三、具体算法介绍 ##### 1. 直接插入排序 - **基本思想**：对于未排序的数组，假设前n-1个元素已经排序好，当前任务是将第n个元素插入到前面已排序的序列中，使得整个序列都处于有序状态。该过程重复进行，直至所有元素排序完毕。 - **Java实现**： ```java public class InsertSort { public void sort(int[] arr) { for (int i = 1; i < arr.length; i++) { int key = arr[i]; int j = i - 1; while (j >= 0 && arr[j] > key) { arr[j + 1] = arr[j]; j--; } arr[j + 1] = key; } } } ``` ##### 2. 希尔排序 - **基本思想**：希尔排序是对直接插入排序的一种改进。它通过将待排序的元素按照一定增量分组，对每一组进行直接插入排序。随着增量逐渐减小，最终当增量为1时，进行最后一次直接插入排序。 - **Java实现**： ```java public class ShellSort { public void sort(int[] arr) { int n = arr.length; int gap = n / 2; while (gap > 0) { for (int i = gap; i < n; i++) { int temp = arr[i]; int j = i; while (j >= gap && arr[j - gap] > temp) { arr[j] = arr[j - gap]; j -= gap; } arr[j] = temp; } gap /= 2; } } } ``` ##### 3. 简单选择排序 - **基本思想**：从未排序的序列中找出最小的元素，将其放置在未排序序列的起始位置。然后从剩余未排序的元素中继续寻找最小元素，依次放置在已排序序列的末尾。 - **Java实现**： ```java public class SelectionSort { public void sort(int[] arr) { for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) { int minIndex = i; for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) { if (arr[j] < arr[minIndex]) { minIndex = j; } } int temp = arr[minIndex]; arr[minIndex] = arr[i]; arr[i] = temp; } } } ``` ##### 4. 堆排序 - **基本思想**：堆排序是利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆是完全二叉树的一种，根据其性质可以快速地获取最大值或最小值。在堆排序中，先构建一个大顶堆，然后将堆顶元素与末尾元素交换，减少堆的大小，重新调整为大顶堆，以此类推，直至堆为空。 - **Java实现**： ```java public class HeapSort { public void sort(int[] arr) { int n = arr.length; // Build heap (rearrange array) for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) { heapify(arr, n, i); } // One by one extract an element from heap for (int i = n - 1; i > 0; i--) { // Move current root to end int temp = arr[0]; arr[0] = arr[i]; arr[i] = temp; // call max heapify on the reduced heap heapify(arr, i, 0); } } // To heapify a subtree rooted with node i which is an index in arr[] private void heapify(int[] arr, int n, int i) { int largest = i; // Initialize largest as root int l = 2 * i + 1; // left = 2*i + 1 int r = 2 * i + 2; // right = 2*i + 2 // If left child is larger than root if (l < n && arr[l] > arr[largest]) { largest = l; } // If right child is larger than largest so far if (r < n && arr[r] > arr[largest]) { largest = r; } // If largest is not root if (largest != i) { int swap = arr[i]; arr[i] = arr[largest]; arr[largest] = swap; // Recursively heapify the affected sub-tree heapify(arr, n, largest); } } } ``` #### 四、总结以上介绍了八种常见的排序算法，并提供了部分算法的Java实现示例。不同的排序算法适用于不同的场景，例如在数据量较小的情况下，直接插入排序和选择排序表现良好；而在大数据量排序时，快速排序、堆排序等更高效。了解并掌握这些算法的特点和适用范围，有助于程序员在实际工作中做出更好的选择。

二分法算法的实现比较简单，首先，需要定义一个有序的数据结构，比如数组，然后进行二分查找，首先，设定两个指针(left和right)，left指向数组中第一个元素，right指向最后一个元素，接着，找出中间元素(mid)，然后比较target与mid的大小，如果target比mid小，则right指向mid-1，如果target比mid大，则left指向mid+1，直到指针相遇，循环结束，找到目标元素。

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