经典算法之二分查找（Python，Shell与Java实现）

1、算法思想

 二分查找采用分而治之的思想。要求被查找的集合必须是有序的。主要思路：

1. 根据起始位置和结束位置，确定中间位置。
2. 拿目标值与中间位置的值做比较，假如目标值大于中间位置取值，则起始位置为中间位置加1。
3. 假如目标值小于中间位置取值，则结束位置为中间位置减1。
4. 直至起始位置小于等于结束位置，找到目标值的位置即索引。

2、代码实现

2.1、基于Python3.x实现

代码如下：

#coding:utf-8
def half_search(lst,key):
    start = 0
    end = len(lst) - 1
    while start <= end:
        mid = int(start + end  / 2)
        if  lst[mid] > key:
            end = mid - 1
        elif lst[mid] < key:
            start = mid + 1
        else:
            print("Matched the index of key %s is %s" %(lst[mid],mid))
            return mid
    return -1
l=[1,2,3,5,7]
half_search(l,2)

运行结果：

Matched the index of key 2 is 1

2.2、基于shell实现

代码如下：

#/bin/bash
function BinSearch(){
    declare -a arr=($1)
    key=$2
    start=0
    end=`expr ${#arr[*]} - 1`
        while [ ${start} -le ${end} ]
    do
        declare -i mid=$(((start+end)/2))
        if [ ${arr[mid]} -lt ${key} ];then
            start=$((mid+1))
        elif [ ${arr[mid]} -gt ${key} ];then   
            end=$((mid-1))
        else
            echo ${mid}
            break
        fi
   
   
    done
}
arr=(1  2 3 5 7 9)
echo "Index of 2 is:$(BinSearch "${arr[*]}"  2)"

运行结果：

Index of 2 is:1

2.3、基于Java实现

代码如下：

class binSearch{
    //定义二分查找的函数
    public static int  binSearch(int[] arr,int key){
        int start=0;
        int end=arr.length - 1;
        //int mid=(start+end) /2;
        while(start<=end){
            int mid = (start + end) / 2;
            if(arr[mid]<key){
                start=mid+1;
                }
            else if(arr[mid]>key){
                end=mid-1;               
                }
            else{
                System.out.print("Matched,index is:");
                return mid;
                }
           
            }
        return -1;
        }
    //验证二分查找
        public static void main(String[] args){
    int key=2;
    int[] arr={1,2,3,5,7,9};
    int keyIndex=binSearch(arr,key);
    System.out.print(keyIndex);
}
}

运行结果：

Matched,index is:1