使用二分搜索搜索 ArrayList 元素的 Java 程序

二分搜索又称为折半查找，是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。在实际开发中，当需要在 ArrayList 中查找元素时，使用二分搜索可以大大提高查找效率。本文将介绍如何使用 Java 实现 ArrayList 中元素的二分搜索算法。

实现过程

我们首先需要明确，要使用二分搜索，必须确保 ArrayList 中的元素是有序的。因此，在进行二分搜索之前，需要确保 ArrayList 中的元素已经经过排序。一旦 ArrayList 中的元素有序，就可以使用二分搜索算法进行元素查找。

下面是一个示例代码片段，演示了如何在一个已排序的 ArrayList 中用二分搜索查找指定元素：

public static int binarySearch(ArrayList<Integer> arr, int key) {
    int low = 0;
    int high = arr.size() - 1;

    while (low <= high) {
        int mid = (low + high) / 2;
        int midVal = arr.get(mid);

        if (midVal < key)
            low = mid + 1;
        else if (midVal > key)
            high = mid - 1;
        else
            return mid; // 查找到了元素
    }

    return -1;  // 没有找到元素
}

在上述代码中，我们使用了 while 循环进行二分查找。初始化 low 和 high 变量，分别表示要搜索的区间的左右边界。在 while 循环中，计算中间元素 mid 和 midVal 变量，分别表示中间索引和中间元素的值。比较 midVal 和要查找的 key 变量，如果 midVal 小于 key，则在 mid 右侧继续查找。如果 midVal 大于 key，则在 mid 左侧继续查找。如果 midVal 等于 key，则表示找到了元素，立即返回 mid 作为索引值。如果最后循环结束仍然没有找到元素，则返回 -1 表示没有找到。

总结

本文介绍了如何使用 Java 实现 ArrayList 元素的二分查找算法。在实际开发中，二分查找在处理大规模数据时可以大大提高效率，因此是非常有用的算法之一。