hello-algo/ja/codes/java/chapter_searching/binary_search.java

/**
 * File: binary_search.java
 * Created Time: 2022-11-25
 * Author: krahets ([email protected])
 */

package chapter_searching;

public class binary_search {
    /* 二分探索（閉区間） */
    static int binarySearch(int[] nums, int target) {
        // 閉区間 [0, n-1] を初期化する。i, j は配列の先頭要素と末尾要素をそれぞれ指す
        int i = 0, j = nums.length - 1;
        // 探索区間が空になるまで繰り返す（i > j のとき空になる）
        while (i <= j) {
            int m = i + (j - i) / 2; // 中央のインデックス m を計算する
            if (nums[m] < target) // この場合、target は区間 [m+1, j] に存在する
                i = m + 1;
            else if (nums[m] > target) // この場合、target は区間 [i, m-1] に存在する
                j = m - 1;
            else // 目的の要素が見つかったので、そのインデックスを返す
                return m;
        }
        // 目的の要素が見つからなかったので、-1 を返す
        return -1;
    }

    /* 二分探索（左閉右開区間） */
    static int binarySearchLCRO(int[] nums, int target) {
        // 左閉右開区間 [0, n) を初期化する。i, j は配列の先頭要素と末尾要素の次をそれぞれ指す
        int i = 0, j = nums.length;
        // 探索区間が空になるまで繰り返す（i = j のとき空になる）
        while (i < j) {
            int m = i + (j - i) / 2; // 中央のインデックス m を計算する
            if (nums[m] < target) // この場合、target は区間 [m+1, j) に存在する
                i = m + 1;
            else if (nums[m] > target) // この場合、target は区間 [i, m) に存在する
                j = m;
            else // 目的の要素が見つかったので、そのインデックスを返す
                return m;
        }
        // 目的の要素が見つからなかったので、-1 を返す
        return -1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int target = 6;
        int[] nums = { 1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35 };

        /* 二分探索（閉区間） */
        int index = binarySearch(nums, target);
        System.out.println("目的の要素 6 のインデックス = " + index);

        /* 二分探索（左閉右開区間） */
        index = binarySearchLCRO(nums, target);
        System.out.println("目的の要素 6 のインデックス = " + index);
    }
}