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Java二分查找技巧与集合应用

2025-12-24 13:42:29 0浏览收藏

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Collections.binarySearch需在有序列表上使用，基于二分查找实现，时间复杂度O(log n)；使用前必须确保列表已排序，否则结果不可预测；对自定义对象搜索时，排序与查找需采用相同比较逻辑（Comparable或Comparator）；返回值≥0表示元素索引，负数表示未找到，插入位置为-(返回值)-1；例如先排序List numbers = Arrays.asList(10, 30, 15, 5, 25); Collections.sort(numbers); 再调用binarySearch得索引2；Person类按姓名排序后搜索Bob返回对应索引。

在Java中如何使用Collections.binarySearch搜索集合元素_Collections集合操作技巧

在Java中，Collections.binarySearch 是一个非常实用的工具方法，用于在已排序的列表中快速查找指定元素的位置。它基于二分查找算法，时间复杂度为 O(log n)，比线性搜索更高效。但使用时必须注意前提条件：集合必须是有序的，否则结果不可预测。

确保集合已排序

调用 binarySearch 之前，必须保证列表中的元素已经按升序排列。如果列表未排序，需要先调用 Collections.sort() 进行排序。

对于基本类型的包装类（如 Integer、String），默认排序即可满足需求
自定义对象则需实现 Comparable 接口或提供 Comparator
排序和查找应使用相同的比较逻辑，避免错乱

示例代码：

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(10, 30, 15, 5, 25));
Collections.sort(numbers); // 必须先排序
int index = Collections.binarySearch(numbers, 15);
System.out.println("元素15的位置: " + index); // 输出 2

处理自定义对象的搜索

当列表中存储的是自定义对象时，可以通过实现 Comparable 接口或传入 Comparator 来支持比较操作。

若对象实现了 Comparable，binarySearch 可直接使用
若使用了外部 Comparator 排序，则 binarySearch 也必须传入相同的 Comparator
否则即使元素存在，也可能返回负值

示例：按姓名排序的 Person 对象搜索

class Person {
    String name;
    Person(String name) { this.name = name; }
    String getName() { return name; }
}
<p>List<Person> people = Arrays.asList(
new Person("Alice"),
new Person("Bob"),
new Person("Charlie")
);</p><p>// 按 name 排序
people.sort((p1, p2) -> p1.getName().compareTo(p2.getName()));</p><p>// 使用相同 comparator 搜索
int idx = Collections.binarySearch(people, new Person("Bob"), 
(p1, p2) -> p1.getName().compareTo(p2.getName()));
System.out.println("Bob 的位置: " + idx);</p>