Java 中的顺序不可知二进制搜索

在 Java 中，二进制搜索是一种非常有效的算法，用于在一个有序数组中查找特定元素。当数组中的元素顺序是已知的时候，二进制搜索的效率非常高，因为它可以将查找范围缩小至数组的一半，从而快速定位目标元素。

然而，当数组中的元素顺序不可知时，二进制搜索就不再适用。因为它需要将查找范围缩小至数组的一半，但是如果元素的顺序不可知，则无法确定哪一半是有用的，哪一半是无用的。

为了解决这个问题，Java 中引入了一种称为“顺序不可知二进制搜索”的算法。这种算法使用了另外一种称为“二次二进制搜索”的技术，在查找之前对数组进行了预处理，以确定元素的大致位置。

具体来说，顺序不可知二进制搜索将数组的前几个元素作为样本，对它们进行排序，然后使用排序后的样本作为搜索的基准。每次搜索时，算法首先确定目标元素在样本的哪个范围内，然后将范围缩小至数组的一半，并在缩小后的范围内使用二进制搜索。

以下是一个使用顺序不可知二进制搜索的简单示例代码：

public static int binarySearch(int[] a, int key) {
    int low = 0;
    int high = a.length - 1;

    // 预处理
    while (low < high && a[low] >= a[high]) {
        int mid = (low + high) >>> 1;
        if (a[mid] > a[high]) {
            low = mid + 1;
        } else if (a[mid] < a[low]) {
            high = mid;
        } else {
            low++;
        }
    }

    // 二进制搜索
    while (low <= high) {
        int mid = (low + high) >>> 1;
        int midVal = a[mid];
        if (midVal < key)
            low = mid + 1;
        else if (midVal > key)
            high = mid - 1;
        else
            return mid;
    }
    return -1;
}

该代码首先使用预处理技术确定数组的大致顺序，然后使用二进制搜索算法查找特定的元素。由于预处理技术的使用，这种算法可以在未知元素顺序的数组中高效地查找元素。

总的来说，顺序不可知二进制搜索算法是 Java 中非常有用的算法之一。它可以在数组有序或无序时高效地查找特定元素，并且可以被用于各种应用场景中。