二进制搜索在 Java 中给出索引越界异常

Question

我正在尝试使用 java 编程语言实现二进制搜索。 很明显，应该对数组进行排序以使用二进制搜索，因为它使用分而治之的概念。当元素在数组中和不在数组中时，代码在这两种情况下都可以正常工作。但是，当我输入的数字大于数组中的最大数字时，程序会崩溃并给出 Index Out Of Bound Exception。

public class Binary {

public static void search(int arr[]) {
    Scanner in = new Scanner(System.in);
    int upper = arr.length;
    int lower = 0;
    int middle = 0;
    int flag = 0;
    int key;

    /*
     * flag = 0 ---> not found yet.
     * flag = 1 ---> element is found.
     * flag = 2 ---> no such element.
     */

    System.out.println("Enter the number that you want to find... ");
    key = in.nextInt();

    while (flag == 0) {
        middle = (int) (lower + upper) / 2;

        if (key == arr[middle]) {
            flag = 1;
        }

        if (key < arr[middle]) {
            upper = middle - 1;
        } else if (key > arr[middle]) {
            lower = middle + 1;
        }
        if (lower > upper) {
            flag = 2;
        }
    }
    if (flag == 1) {
        System.out.println(arr[middle] + " has been found, its index is: "
                + middle);
    } else
        System.out.println("Error, no such element.");
}

public static void main(String[] args) {

    int arr[] = { 2, 4, 6, 8, 11, 34, 56 };
    search(arr);
}

}

Answer 1

这应该可以解决您的问题

int upper = arr.length-1;

如果您正在寻找一个大于最大值的数字，那么您肯定会查看数组的最后一个元素。 但是在您的代码中，upper 的初始值比最后一个元素的索引大 1。

Answer 2

您可以采用 MisterDev 的解决方案并更正上限。通常，在 Java 数组中，下限包含在内，上限不包含在内，我喜欢 lower 和 upper 遵循这种模式的想法。

那么lower < upper表示范围不为空，中间点将成为前半段继续搜索时新的排他上界：

public static int search(int arr[], int key)
{
    int upper = arr.length;
    int lower = 0;

    while (lower < upper) {
        int middle = (lower + upper) / 2;

        if (key == arr[middle]) return middle;

        if (key < arr[middle]) {
            upper = middle;
        } else if (key > arr[middle]) {
            lower = middle + 1;
        }
    }

    return -1;
}

我已经让函数将键作为参数并返回索引，如果未找到键则返回 -1。在我看来，接受用户输入和flag 在您的代码中没有任何业务；您应该为此编写一个包装器，以便 Binary.search 真正进行搜索。