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Arrays工具类二分查找方法binarySearch方法详解

• 基础知识

该方法的一般形式是public static <T> int binarySearch(T[] a, T key)，对于基本类型，都有相应的重载方法，如针对int类型有binarySearch(int[] a, int key)等。

该方法的原理是使用二分查找算法在指定的数组中搜索指定的值。在调用此方法之前，必须对数组进行排序（如通过sort(double[])方法），也即查找前数据必须是有序的。如果没有排序，则结果无意义。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。因此，调用本方法要保证源数组是有序的，且内部的元素是唯一的。

实际上，binarySearch方法可以对任意对象的数组进行排序，只需在调用本方法时实例化一个比较器Comparator即可，方法如下：

public static <T> int binarySearch(T[] a, T key, Comparator<? super T> c)

• 返回值详解

该方法返回值为：

第一种情况：如果要搜索的值包含在数组中，则返回搜索键的索引值（是一个int值）；

第二种情况：如果数值中找不到要查找的值（也即key），则返回值为：(-（插入点）- 1)。

插入点被定义为将键插入数组中的点：第一个大于键的元素的索引，或者如果数组中的所有元素都小于指定的键，则为a.length。返回负值的原因是要保证，如果能找到要查找的值时，返回值将大于等于0。

所以返回值有以下4种情况：

1. 如果数组中所有值都大于要查找的值，那么将返回-1
2. 如果要查找的值在数组中存在，则返回其索引
3. 如果要查找的值不在数组中，但其值的大小在数组的范围内，则返回(-（插入点）- 1)
4. 如果要查找的值大于数组中所有值，则返回（-（a.length）-1）

例如：

int[] arr = {10, 20, 30, 40, 50};
System.out.println(Arrays.binarySearch(arr, 50));
System.out.println(Arrays.binarySearch(arr, 15));

运行结果为：

4

-2

原理如图：