二分搜索算法(改进：找不到数据时确定其范围区间坐标)

问题

设a[0:n-1]是已排好序的数组。请改写二分搜索算法,使得当搜索元素x不在数组中时,返回小于x的最大元素位置i和大于x的最小元素位置j。当搜索元素在数组中时,i和j相同,均为x在数组中的位置。

代码实现

普通二分搜索法

这个场景是最简单的，可能也是大家最熟悉的，即搜索一个数，如果存在，返回其索引，否则返回 -1。

int binarySearch(int[] nums, int target) {
    
    
    int left = 0; 
    int right = nums.length - 1; // 注意

    while(left <= right) {
    
     // 注意
        int mid = (right + left) / 2;
        if(nums[mid] == target)
            return mid; 
        else if (nums[mid] < target)
            left = mid + 1; // 注意
        else if (nums[mid] > target)
            right = mid - 1; // 注意
        }
    return -1;
}

改进后

package com.huang.binarySearch;

import java.util.Scanner;

public class BSearch {
    
    
    static int[] binarySearch(int[] nums, int target) {
    
    
        int[] info = new int[2];
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1; // 注意

        while (left <= right) {
    
     // 注意
            int mid = (right + left) / 2;
            if (nums[mid] == target) {
    
    
                info[0] = mid;
                info[1] = mid;
                return info;
            } else if (nums[mid] < target) {
    
    
                left = mid + 1; // 注意
                info[0] = mid;
                info[1] = left;
            } else if (nums[mid] > target) {
    
    
                right = mid - 1; // 注意
                info[1] = mid;
                info[0] = right;
            }
        }
        return info;
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] nums = {
    
    1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15};
        System.out.print("存在数组nums=[");
        for (int num : nums) {
    
    
            System.out.print(num+" ");
        }
        System.out.println("]");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        //输入要查找的数
        System.out.println("输入要查找的数");
        int i = scanner.nextInt();
        int[] info = BSearch.binarySearch(nums, i);
        //确定区间
        System.out.print(i+"所在位置区间[");
        for (int n : info) {
    
    
            System.out.print(n+" ");
        }
        System.out.print("]");

    }
}

运行测试

存在数组nums=[1 3 5 7 9 11 13 15 ]
输入要查找的数
5
5所在位置区间[2 2 ]

存在数组nums=[1 3 5 7 9 11 13 15 ]
输入要查找的数
4
4所在位置区间[1 2 ]

存在数组nums=[1 3 5 7 9 11 13 15 ]
输入要查找的数
0
0所在位置区间[-1 0 ]