如果在 JAVA 的二进制搜索中找不到数字，我如何返回该数字应该去哪里的索引

Question

所以我有一个二进制搜索代码，可以找到应该放置数字以保持排序顺序的位置。到目前为止，我已经在这个问题上待了一个半多小时，试图弄清楚这一点，这样我就可以继续推进了。

如果在数组中没有找到该值，但找到了应该放置的位置，我会在方法末尾返回什么值？基本上一个值表示该数字所属的索引在中间值的 +/- 1 范围内。

这里是二分搜索，我不想改变它，而只是寻找返回_____所在位置的变量。

private static int bsearch( int[] arr, int count, int key )
{
    if (count==0) return -1;
    int lo = 0, hi = count - 1, mid;
    while(hi >= lo)
    {
          mid = (lo + hi) / 2;
          if(arr[mid] == key) return mid;
          if ( key < arr[mid] ) hi = mid-1;
          else lo = mid+1;
    }
    return _____;        
}   

Answer 1

大多数方法返回放置元素的索引的按位否定，即~idx。

二分搜索假设lo 之前的所有元素都小于key 和hi 的类似元素。

如果hi < lo，则表示hi 设置为mid-1，而mid 等于lo（因为hi 和lo 最多相差一个）或类似于@987654333 @。因此，必须放置元素的位置是lo。于是返回：

return ~lo;

因此该算法的优化版本是：

private static int bsearch( int[] arr, int count, int key) {
    if (count==0) return -1;
    int lo = 0, hi = count - 1, mid = hi>>1;
    while(hi >= lo) {
          mid = (lo + hi) >> 1;
          if ( key < arr[mid] ) hi = mid-1;
          else if ( key > arr[mid] ) lo = mid+1;
          else return mid;
    }
    return ~lo;
}

作为测试用例：

for(int i = 0; i <= 22; i++) {
    int r = bsearch(new int[] {2,3,7,9,11,15,21},7,i);
    System.out.println(""+i+" -> "+r+" "+(~r));
}

给予：

0 -> -1 0
1 -> -1 0
2 -> 0 -1
3 -> 1 -2
4 -> -3 2
5 -> -3 2
6 -> -3 2
7 -> 2 -3
8 -> -4 3
9 -> 3 -4
10 -> -5 4
11 -> 4 -5
12 -> -6 5
13 -> -6 5
14 -> -6 5
15 -> 5 -6
16 -> -7 6
17 -> -7 6
18 -> -7 6
19 -> -7 6
20 -> -7 6
21 -> 6 -7
22 -> -8 7

x -> i j 与i 结果和j 按位负数（用作插入索引，以防i 为负数）。

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Answer 2

见Arrays.binarySearch。

return -low - 1;

一个负数，最多 -1。因为mid（插入点）的范围是0。

退货

搜索键的索引，如果它包含在数组中；除此以外， (-(插入点) - 1)。插入点定义为点 键将被插入到数组中的位置： 第一个大于键的元素，或者 a.length 如果所有元素都在 数组小于指定的键。请注意，这保证了 当且仅当找到键时，返回值将 >= 0。

Answer 3

实际代码是return -1。但我对你的描述感到困惑。什么是“如果在数组中没有找到值，但找到了它应该放置的位置？”意义？ 该值要么在数组中找到，要么不在。在while之前没有找到，表示不在数组中，应该return -1。