Java 二分查詢猜數字

阿新 • • 發佈：2020-12-20

Java 二分查詢

二分查詢
需求：猜數字，猜0-20之間的所有數字，包括0 和20，猜對後返回其索引位置，並打印出來索引位置的值，使用鍵盤輸入要猜的數字
方法：使用二分查詢
思路：

1、把猜數字的範圍做成陣列（有序的）
2、定義陣列中的起始索引位置low和陣列結尾索引位置hight
3、每次猜不到都檢查陣列中間的索引位置
4、如果猜的數字小了，就修改相應的low值
5、如果猜的數字大了，就修改相應的hight值
6、猜對了就返回相應的值和數字的位置的索引值

注意：使用二分查詢的時候，陣列必須是有序的！

    public static void main(String[ 
] args) {
        //把猜數字的範圍做成陣列
        //宣告一個一維的有序陣列
        int[] array = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20};
        System.out.println("=================================================");
        //需要查詢的元素
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        System.out.println( 
"請輸入你要查詢的數字：");
        int item = sc.nextInt();
        //進行二分查詢，並返回相應的結果
        int index = binary_search(array, item);
        //根據二分查詢的結果打印出相應的內容
        printResult(array, index, item);

        //需要查詢的元素
        int item1 = -1;
        //進行二分查詢，並返回相應的結果
        int index1 = binary_search(array, item1) 
;
        //根據二分查詢的結果打印出相應的內容
        printResult(array, index1, item1);

        System.out.println("=================================================");

    }

    /**
     * 用二分查詢判斷一個數是否存在一個數組裡
     *
     * @param array 陣列
     * @param item  需要判斷陣列中是否存在的一個指定元素
     * @return
     */
    public static int binary_search(int[] array, int item) {
        //需要查詢的最小範圍 - 陣列索引從0開始
        int low = 0;
        // 需要查詢的最大範圍 - 陣列長度-1
        int high = array.length - 1;

        while (low <= high) { // 只要範圍沒有縮小到只包含一個元素，就繼續查詢
            // 整數除法，如果（low + high）不是偶數，Java自動將mid向下取整
            int mid = (low + high) / 2;  //如 (0+3)/2 = 1(1.5向下取整)
            int guess = array[mid];   //檢查中間的索引

            if (guess== item) {  // 如果找到了這個元素，則返回這個元素的索引即位置
                return mid;
            } else if (guess> item) {  // 猜的數字大了
                high = mid - 1;
            } else {// 猜的數字小了
                low = mid + 1;
            }

        }
        return -1;  // 返回-1表示沒有指定的元素
    }

    /**
     * 根據二分查詢的結果打印出相應的內容
     *
     * @param array 用於查詢的陣列
     * @param index 二分查詢返回的索引
     * @param item  查詢的元素
     */
    public static void printResult(int[] array, int index, int item) {
        if (index == -1) {
            System.out.println("很抱歉，陣列 " + Arrays.toString(array) + " 中沒有 " + item + " 這個元素");
        } else {
            System.out.println("陣列 " + Arrays.toString(array) + " 中存在 " + item + " 這個元素，它的索引為：" + index);
        }
    }