不容小視的算法

自從看了cnblog上那篇講「野生」程序員的文章，我也時常反思做爲科班出身的本身，是否是還帶着一些「野生」的作派。咱們每每80%的時間在作一些純業務的事情上，而每每百分之90的時間裏面咱們的業務量不足夠大到須要考慮性能的地步。天天重複地活着，有什麼意義呢？

因此經常有人說，算法和數據結構，設計模式，都是並無什麼卵用。我一直對這種觀點很反感，計算機編程是 一門科學，科學在於高效。若是咱們不考慮大流量、高併發，咱們能夠很任性地寫任何功能，大不了加載緩慢。咱們忽略那些看似不重要，或者用不上的黑科技，覺得一直呆在地球表面上是最安全的。

我在知乎裏面寫過一個回覆：我見過十年的碼畜，也見過一年成架構的神人。之因此有的人用一年走完別人十年走不完的技術道路，是由於關注代碼和業務背後的細節，不斷積累迭代。最近在看《代碼之美》這本書，有些感觸。我用一個最不被你們重視的算法爲例：

二分法查找。

我對這個算法記憶猶新，大一的時候曹海老師在紙上給我推演了其中過程。我用java代碼實現以下：

public class TestBinary {
    /**
     * 二分法查詢
     * 
     * @param arr
     * @param value
     * @return
     */
    public static int binary(int[] arr, int value) {
        if (arr.length <= 0) System.out.println("no array to search");
        int low = 0;// 低位
        int high = arr.length -1; //高位
        if (low <= high) {
            int mid = (low + high) /2;
            if (arr[mid] == value) return mid;
            if (arr[mid] > value) {
                high = mid - 1;
            }
            if (arr[mid] > value) {
                low = mid + 1;
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int[] a = {1, 2, 9, 33, 43, 52};
        int value = binary(a, 9);
        System.out.println(value);
    }

}

這是最常規的寫法，看上去也沒什麼問題。可是若是咱們要查找的數組變得愈來愈大，就會出現性能和整型溢出的問題。先說性能吧，其中int mid = (low+high)/2;這句在循環中，不斷地在棧上分配臨時變量，這也是一種消耗，能夠把它寫在循環外。溢出問題也是在這句，若是high變量（也就是數組長度）足夠大，超過32位機器的2^31 -1的侷限，或者64位機的整型極限，那麼就會溢出爲負數。有人建議寫成：

mid = (low + high) >>> 1; 

用位運算來防止整型溢出。對位運算不太熟悉的童鞋能夠去看看相關資料。

不少人看到這裏就感受皆大歡喜的happy ending,可是我還不想就這麼草率地結束。

這裏面就存在一個悖論，java不能造出一個大於最大整型數值長度的數組，那麼我該如何檢驗這個溢出問題呢。並且憑什麼說用>>> 1就能夠解決。我freephp第一個不服！

若是一直糾結造出數組來驗證，那麼就走不通了。因此咱們換個思路，其實本質就是很大的兩個數相加除2或用位運算會不會整型溢出的測試。代碼以下：

System.out.println("除以2："+ ((1000000000+Integer.MAX_VALUE) /2));

System.out.println("除以2："+ ((1000000000+Integer.MAX_VALUE) >>> 1));

輸出結果爲：

除以2：-573741824

除以2：1573741823

可見位運算能夠保證整型不溢出。

（待續ing）

                   .-' _..`.                  /  .'_.'.'                 | .' (.)`.                 ;'   ,_   `. .--.__________.'    ;  `.;-'|  ./               /|  |               / `..'`-._  _____, ..'     / | |     | |\ \    / /| |     | | \ \   / / | |     | |  \ \  /_/  |_|     |_|   \_\ |__\  |__\    |__\  |__\