Java二分搜索.doc
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简介：
本文档深入讲解了在Java编程中实现和应用二分搜索算法的方法与技巧，适合希望提高数据结构与算法能力的开发者阅读。
Java二分查找是一种高效的搜索算法，在有序数组中寻找目标值。这种算法的时间复杂度为O(log n)，相比线性搜索的O(n)时间复杂度更优。
二分查找的基本原理是每次将搜索范围缩小到中间元素，然后根据中间元素与目标值的关系决定继续在左半部分还是右半部分进行搜索。如果中间元素小于目标值，则下一次搜索将在数组的右侧；若大于，则在左侧。重复这个过程直到找到目标值或确定不再有满足条件的位置。
Java实现如下：
```java
class Solution {
public int search(int[] nums, int target) {
if (nums.length == 0 || target > nums[nums.length - 1])
return -1;
int left = 0;
int right = nums.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left)/2;
if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (nums[mid] > target) {
right = mid - 1;
} else if (nums[mid] == target) {
return mid;
}
}
return -1;
}
}
```
在这段代码里，首先检查数组是否为空或者目标值是否超过最大元素。接着初始化左右边界变量。
在while循环中计算中间索引，并比较其与目标值的大小关系来更新搜索范围直至找到目标或确认未命中为止。找不到时返回-1表示不存在该值。
时间复杂度为O(log n)，因为每次迭代都把查找区间缩小一半，最坏情况下需要执行log2(n)次操作。
空间复杂度则为O(1)，仅使用了几个变量存储中间结果。
二分查找的优点包括：
* 搜索效率高：其运行速度比线性搜索快得多；
* 实现简单直观；
然而它也有一些不足之处，比如要求输入必须是有序的，并且当数据量非常大时性能仍然可能受到影响。
这种算法适用于多种场景如数据库查询、数据压缩和一些特定类型的算法设计问题中使用。
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