喝咖啡休息#156。如何在 Java 中使用 Arrays.binarySearch() 方法

来源：FreeCodeCamp 通过本文，您将学习如何在 Java 中使用 Arrays.binarySearch() 方法。

Java 中的 Arrays.binarySearch() 是什么？

Arrays.binarySearch()方法的官方文档指出：

• 此方法使用二分搜索算法在指定的字节数组中搜索指定的值。
• 在调用之前必须对数组进行排序（使用sort(byte[])方法）。如果不排序，则结果无法确定。
• 如果数组包含多个具有指定值的元素，则无法保证会找到哪一个。

简单来说，Arrays.binarySearch()方法可以在排序数组中搜索给定元素，如果找到则返回其索引。

import java.util.Arrays;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		char vowels[] = {'a', 'e', 'i', 'o', 'u'};

		char key = 'i';

		int foundItemIndex = Arrays.binarySearch(vowels, key);

		System.out.println("The given vowel is at index: " + foundItemIndex);

	}
}

Arrays.binarySearch() 方法将要搜索的数组作为第一个参数，将要搜索的键作为第二个参数。上述程序的输出将是： 请记住，该方法返回找到的元素的索引，而不是元素本身。通过这种方式，您可以将索引存储为整数，就像本例中使用的那样。默认情况下，该方法使用数组的第一个索引作为搜索的起点，使用数组的长度作为搜索的终点。在本例中，起始索引为 0，结束索引为 6。您可以自己定义它们，而不是使用默认的起始索引和结束索引。例如，如果要从索引 2 搜索到索引 4，可以这样做：

import java.util.Arrays;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		char vowels[] = {'a', 'e', 'i', 'o', 'u'};

		char key = 'i';
		int startIndex = 2;
		int endIndex = 4;

		int foundItemIndex = Arrays.binarySearch(vowels, startIndex, endIndex, key);

		System.out.println("The given vowel is at index: " + foundItemIndex);

	}
}

在本例中，Arrays.binarySearch()方法将要搜索的数组作为第一个参数，起始索引作为第二个参数，结束索引作为第三个参数，键作为第四个参数。只要将结束索引保持在数组的长度内，该方法就应该可以正常工作。但如果超过它，就会得到Array index out of range异常。这很简单，对吧？如果找到该元素，该方法将返回该元素的索引。但是如果找不到给定的元素会发生什么？

当 Arrays.binarySearch() 找不到给定元素时会发生什么？

让我们再看一下Arrays.binarySearch()方法的官方文档：

• 如果某个键包含在指定范围内的数组中，则该方法查找该键在搜索结果中的索引；否则我们得到(-(插入点) - 1)。
• 插入点定义为将键插入数组的点：范围中第一个元素的索引大于键，如果范围中的所有元素都小于键，则为 toIndex（结束索引）指定的键。
• 注意，只有找到 key 时，返回值才会大于或等于 0。

不是很清楚，对吧？第一行指出，如果在数组中找到该键，该方法将从搜索中返回该键的索引。如果未找到，则输出将等于值(-(插入点) - 1)。根据搜索键的不同，插入点可以具有不同的含义。假设我们有一个数组[5, 6, 7, 8, 9, 10]和搜索键0，这显然不在数组中。在这种情况下，搜索键小于数组的所有元素。但大于搜索键的第一个元素是5。因此，在我们的例子中，插入点将是： 您可以在如下代码片段中实现此功能：

package arrays;

import java.util.Arrays;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		int numbers[] = {5, 6, 7, 8, 9, 10};

		System.out.println(Arrays.binarySearch(numbers, 0)); // -1
	}
}

我们再次假设我们有一个数组[5, 6, 7, 8, 9, 10]和搜索键12，它显然不在数组中。在这种情况下，搜索键大于数组的所有元素。这里的插入点将是这样的： 请记住，如果您不手动指定结束索引，该方法将使用数组的长度作为结束索引，在本例中为6。您可以在如下代码片段中实现此功能：

import java.util.Arrays;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		int numbers[] = {5, 6, 7, 8, 9, 10};

		System.out.println(Arrays.binarySearch(numbers, 12)); // -7
	}
}

但是，如果您手动定义开始和结束索引，结果将会改变：

import java.util.Arrays;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		int numbers[] = {5, 6, 7, 8, 9, 10};

		int startIndex = 1;
		int endIndex = 3;

		System.out.println(Arrays.binarySearch(numbers, startIndex, endIndex, 5)); // -2
		System.out.println(Arrays.binarySearch(numbers, startIndex, endIndex, 10)); // -4

	}
}

尝试自己计算这些值。您还可以使用带有如下符号的 Arrays.binarySearch()方法：

import java.util.Arrays;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		char vowels[] = {'a', 'e', 'i', 'o', 'u'};

		char key = 'i';
		int startIndex = 2;
		int endIndex = 4;

		System.out.println(Arrays.binarySearch(vowels, startIndex, endIndex, key));

	}
}

如果未找到指定的搜索关键字，则适用相同的原则。但是，当比较数组中的字符和给定的搜索键时，将使用相应字符的 ASCII 代码。也就是说，A (65)将小于a (97)。在交叉检查程序的输出时请考虑到这一点。