二分法查找

二分法查找

今天講一下「二分法查找」，二分法查找思路就是在一段順序數組中，每次和某一段數組中間數比大小。二分法查找的缺點是數組必須是順序的（我以由小到大排序數據爲例），優勢是查詢效率極高，時間複雜度是log2n。這種查找方式越是在大數據下，效果越是明顯。下面附上源代碼和單元測試，源代碼包含兩種算法，一種是循環一種是遞歸，你們多參考：
源代碼：

       /// <summary>
       /// 使用二分法查找一個數據所在問題位置。（遞歸方法）
       /// 數組必須是從小到大排序的，若是是未排序數據可以使用<see cref="BitmapSort"/>類
       /// 或者<see cref="StraightInsertionSort"/>類進行排序。
       /// 若是要查找的值在數組中不存在，返回-1。
       /// </summary>
       /// <param name="array">數組</param>
       /// <param name="value">要查找的值</param>
       /// <returns>返回第幾個，若是要查找的值在數組中不存在，返回-1</returns>
       public static int Search(int[] array, int value)
       {
           if (array == null) { throw new ArgumentException("array is null"); }
           if (array[array.Length - 1] == value) { return array.Length - 1; }
           return Search(array, 0, array.Length - 1, value);
       }
       private static int Search(int[] array, int beginIndex, int endIndex, int value)
       {
           int middle = (beginIndex + endIndex) / 2;
           if (endIndex == beginIndex)
           { return array[beginIndex] == value ? beginIndex : -1; }
           else if (endIndex == beginIndex + 1)
           {
               if (array[beginIndex] == value) { return beginIndex; }
               else if (array[endIndex] == value) { return beginIndex; }
               else { return -1; }
           }
           if (array[middle] == value)
           { return middle; }
           else if (array[middle] > value)
           { return Search(array, beginIndex, middle, value); }
           else if (array[middle] < value)
           { return Search(array, middle, endIndex, value); }
           return -1;
       }

       /// <summary>
       /// 使用二分法查找一個數據所在問題位置。（循環方法）
       /// 數組必須是從小到大排序的，若是是未排序數據可以使用<see cref="BitmapSort"/>類
       /// 或者<see cref="StraightInsertionSort"/>類進行排序。
       /// 若是要查找的值在數組中不存在，返回-1。
       /// </summary>
       /// <param name="array">數組</param>
       /// <param name="value">要查找的值</param>
       /// <returns>返回第幾個，若是要查找的值在數組中不存在，返回-1</returns>
       public static int Search2(int[] array, int value)
       {
           int beginIndex = 0;
           int endIndex = array.Length - 1;
           while (true)
           {
               if (endIndex - beginIndex <= 1)
               {
                   if (value == array[beginIndex]) { return beginIndex; }
                   if (value == array[endIndex]) { return endIndex; }
                   { return -1; }
               }
               int middle = (beginIndex + endIndex) / 2;
               if (value < array[middle]) { endIndex = middle; }
               if (value == array[middle]) { return middle; }
               if (value > array[middle]) { beginIndex = middle; }
           }
       }

單元測試：
       [TestMethod()]
       [DeploymentItem("ZjyWorkCodeLibrary.dll")]
       public void SearchTest()
       {
           Random random = new Random();
           int[] array2 = new int[100];
           for (int i = 0; i < 100; i++)
           {
               array2[i] = random.Next(0, 1000);
           }
           int[] array3 = BitmapSort.Sort(array2);
           for (int i = 0; i < array3.Length; i++)
           {
               Assert.AreEqual(BinarySearch.Search(array3, array3[i]), i);
               Assert.AreEqual(BinarySearch.Search2(array3, array3[i]), i);
           }
           Assert.AreEqual(BinarySearch.Search(array3, 9999), -1);
           Assert.AreEqual(BinarySearch.Search2(array3, 9999), -1);
       }