如何使用二進制搜索java從數組中打印重復值

Question

嗨，我正在創建一個程序，該程序在 searchMark 方法中具有兩個並行數組（studentNum & Grades），我也提示用戶輸入他們想要查找的等級。 然后該程序使用二進制搜索來查找該值，然后檢查是否有其他學生擁有該值。 然后在輸出屏幕中打印出所有學生編號及其成績。 程序/代碼將在數組中找到目標的第一個實例后立即結束，我已經包含了我的輸出是什么以及輸出應該是什么樣子的圖片。

       // Binary Search
    int startIndex = 0, endIndex = 0;
    int middleIndex;
    int shiftPlus = 0;
    int shiftMinus = grade.length-1;
    int midValue = 0;

    while (startIndex <= endIndex) {
        
        middleIndex = (startIndex+endIndex)/2;
        
        if (grade[middleIndex] == target) {
            midValue = grade[middleIndex];
            System.out.println("student #" + student[middleIndex] 
            + " has a correct count of " + target);
            break;
        }
        else if (grade[middleIndex] > target)
            endIndex = middleIndex-1;
        
        else if (grade[middleIndex] < target)
            startIndex = middleIndex + 1;

    }  
    
    boolean aboveMid = true, belowMid = true; // for while loops to stop/start
    
    while (shiftPlus <= midValue && aboveMid == true) {
        shiftPlus += 1; // starts at 0 and moves 1 up each loop            
        if(grade[shiftPlus] == target && shiftPlus <= midValue) 
        {
            System.out.println("student #" + student[shiftPlus] 
            + " has a correct count of " + target);
        }
        else
            belowMid = false;          
    }
    
    while (shiftMinus >= midValue && belowMid == true) {
        shiftMinus -= 1; // subtract one from end
        if(grade[shiftMinus] == target && shiftMinus <= midValue) 
        {
            System.out.println("student #" + student[shiftMinus] 
            + " has a correct count of " + target);
        } 
        else
            aboveMid = false;            
    }
}

此代碼的輸出是當我輸入除 3 以外的任何數字時：

您想搜索什么標記？ 6 構建成功（總時間：2 秒）

但是，如果我輸入數字“3”，您想搜索什么標記？ 3 學生 #2 的正確數為 3 學生 #3 的正確數為 3

Answer 1

二分搜索內置於java（ Arrays.binarySearch ）中，自己編寫是錯誤的。 當然，除非這是作業，而編寫二進制搜索算法才是作業。

請注意，二分搜索要求您的輸入數組已排序。 在未排序的輸入上運行 binsearch 會產生垃圾。 如在，沒有錯誤，只是..錯誤的答案結果。 這是二分搜索的基本屬性。

想一想你的算法：假設所有學生都得了 6 分。 然后很明顯，目的是讓您打印出所有學生。

您的代碼只會打印在兩個地方。 這兩個地方在 for 循環內，它 for 循環 X 次，其中 X 是“目標 - shiftPlus”。 您的代碼不完整（shiftPlus 未在任何地方定義），但很明顯，如果“目標”發生變化，打印數量也會發生變化。 這證明這是沒有意義的：如果您正在尋找得分為 7 的學生，並且他們的得分都為 7，那么您將多打印一個或少打印一個，而如果您正在尋找得分為 6 的情況，那么他們將打印都得了6分？ 不，這不可能是對的。 因此，“目標”一開始就不應該是循環計數的一部分，在設計此算法的過程中，您走錯了路。

算法的這一部分的重點是“環顧”二分搜索找到的索引，因為可能有多個學生達到預期分數，如果超過 1，他們將與您的分數緊鄰'打'。

一個關鍵線索是，在到達那里之前，您不知道可能有多少點擊，因此很重要的 for 循環是正確的。 也許一段while更合適？ for也可以工作，但是一些索引查找需要成為終止條件的一部分（在兩者之間;在 for 內部）。

假設分數是：[4,6,6,6,7,8]，並且您的 binsearch 碰巧偶然發現了 3 6分數中的第一個。 換句話說，二分查找的結果是：在 index = 1 處有匹配項。

您想首先“向下看”4（因此，相對於您找到的索引為 -1：index = 0），在索引 0 處查找分數，即4 ，意識到 4 不是 6，並且不打印任何內容，此外，不要再往下看。

然后你想'查找'，從你自己的索引（索引 = 1）開始，在那個索引（ 6 ）處獲取分數，意識到這實際上是目標索引，所以打印那個學生然后繼續：加 1到您的索引（現在索引 = 2）並重復該算法。 這再次“命中”，打印另一個學生，增加索引，第三次命中，將索引增加到 4，在索引 4 ( 7 ) 處獲取分數，現在失敗，所以不打印任何內容，也不會繼續查找。 然后，您還需要在沒有任何進一步索引可查看的邊緣情況下進行編程。 想象一下輸入是[4,6,6,6] ，您不希望程序因ArrayIndexOutOfBoundsException而崩潰，因為您的算法會繼續沿着列表向下移動，直到找到一個不是 6 的數字。

我不打算在這里簡單地轉儲一個功能齊全的程序，因為這顯然是作業，目的是讓你學習和理解 Java，而不是學習和理解 CTRL/CMD+C 和 CTRL/ CMD+V 鍵 :)

Answer 2

假設您找到了您要查找的項目並且它在索引idx因此您可以在其邊界等於 arr[idx] 時進行迭代

leftidx = idx-1;
while(arr[leftidx]==arr[idx]{
   System.out.println(arr[leftidx]);
   lefidx--;
}
rightidx = idx+1;
while(arr[rightidx]==arr[idx]{
   System.out.println(arr[rightidx]);
   rightidx--;
}