二分查找

package com.liuhuan.study.algorithms.search;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @author LiuHuan
 * @date 2020-07-08 16:20
 * @desc 二分查找，前提是该数组是有序的
 */
public class BinarySearch {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20};
        List<Integer> resIndexList = binarySearch2(arr, 0, arr.length - 1, 1);
        System.out.println("resIndexList=" + resIndexList);
    }

    /**
     * 二分查找算法
     *
     * @param arr     数组
     * @param left    左边的索引
     * @param right   右边的索引
     * @param findVal 要查找的值
     * @return 如果找到就返回下标，如果没有找到，就返回 -1
     */
    private static int binarySearch(int[] arr, int left, int right, int findVal) {

        // 当 left > right 时，说明递归整个数组，但是没有找到
        if (left > right) {
            return -1;
        }
        int mid = (left + right) / 2;
        int midVal = arr[mid];

        // 向 右递归
        if (findVal > midVal) {
            return binarySearch(arr, mid + 1, right, findVal);
            // 向左递归
        } else if (findVal < midVal) {
            return binarySearch(arr, left, mid - 1, findVal);
        } else {
            return mid;
        }

    }

    /*
     * {1,8, 10, 89, 1000, 1000，1234} 当一个有序数组中，
     * 有多个相同的数值时，如何将所有的数值都查找到，比如这里的 1000
     *
     * 思路分析
     * 1. 在找到mid 索引值，不要马上返回
     * 2. 向mid 索引值的左边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合ArrayList
     * 3. 向mid 索引值的右边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合ArrayList
     * 4. 将Arraylist返回
     */

    public static List<Integer> binarySearch2(int[] arr, int left, int right, int findVal) {

        // 当 left > right 时，说明递归整个数组，但是没有找到
        if (left > right) {
            return new ArrayList<Integer>();
        }
        int mid = (left + right) / 2;
        int midVal = arr[mid];

        // 向 右递归
        if (findVal > midVal) {
            return binarySearch2(arr, mid + 1, right, findVal);
            // 向左递归
        } else if (findVal < midVal) {
            return binarySearch2(arr, left, mid - 1, findVal);
        } else {

            //           * 思路分析
            //			 * 1. 在找到mid 索引值，不要马上返回
            //			 * 2. 向mid 索引值的左边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合ArrayList
            //			 * 3. 向mid 索引值的右边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合ArrayList
            //			 * 4. 将ArrayList返回
            List<Integer> resIndexList = new ArrayList<Integer>();
            //向mid 索引值的左边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合ArrayList
            int temp = mid - 1;
            while (true) {
                //退出
                if (temp < 0 || arr[temp] != findVal) {
                    break;
                }
                //否则，就temp 放入到 resIndexList
                resIndexList.add(temp);
                //temp左移
                temp -= 1;
            }
            resIndexList.add(mid);

            //向mid 索引值的右边扫描，将所有满足 1000， 的元素的下标，加入到集合ArrayList
            temp = mid + 1;
            while (true) {
                //退出
                if (temp > arr.length - 1 || arr[temp] != findVal) {
                    break;
                }
                //否则，就temp 放入到 resIndexList
                resIndexList.add(temp);
                //temp右移
                temp += 1;
            }

            return resIndexList;
        }

    }

}