算法：支持重复元素的二分查找
近几天在处理的一个项目，需要频繁对一些有序超大集合进行目标查找，二分查找算法是这类问题的最优解。但是java的Arrays.binarySearch()方法，如果集合中有重复元素，而且遇到目标元素正好是这些重复元素之一，该方法只能返回一个，并不能将所有的重复目标元素都返回，没办法，只能自造轮子了。
先复习下二分查找的经典算法：
1 private int binarySearch1(Integer[] A, Integer x) {
2 int low = 0, high = A.length - 1;
3 while (low <= high) {
4 int mid = (low + high) / 2;
5 if (A[mid].equals(x)) {
6 return mid;
7 } else if (x < A[mid]) {
8 high = mid - 1;
9 } else {
10 low = mid + 1;
11 }
12 }
13 return -1;
14 }思路很简单，先定位到中间元素，如果中间元素比目标元素大，则扔掉后一半，反之扔掉前一半，如果正好一次命中，直接返回。
略做改进：
1 private List<Integer> binarySearch2(Integer[] A, Integer x) {
2 List<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
3 int low = 0, high = A.length - 1;
4 while (low <= high) {
5 int mid = (low + high) / 2;
6 if (A[mid].equals(x)) {
7 if (mid > 0) {
8 //看前一个元素是否＝目标元素
9 if (A[mid - 1].equals(x)) {
10 for (int i = mid - 1; i >= 0; i--) {
11 if (A[i].equals(x)) {
12 result.add(i);
13 } else break;
14 }
15 }
16 }
17 result.add(x);
18 if (mid < high) {
19 //看后一个元素是否＝目标元素
20 if (A[mid + 1].equals(x)) {
21 for (int i = mid + 1; i <= high; i++) {
22 if (A[i].equals(x)) {
23 result.add(i);
24 } else break;
25 }
26 }
27 }
28 return result;
29 } else if (x < A[mid]) {
30 high = mid - 1;
31 } else {
32 low = mid + 1;
33 }
34 }
35 return result;
36
37 }思路：命中目标后，看下前一个紧挨着的元素是否也是要找的元素，如果是，则顺着向前取，直到遇到不等于目标元素为止。然后再看后一个紧挨着的元素，做类似处理。
测试：
1 Integer[] A = new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 7, 8, 9};
2
3 System.out.println("binarySearch1 => ");
4 System.out.println(binarySearch1(A, 5));
5
6 System.out.println("binarySearch2 => ");
7 System.out.println(binarySearch2(A, 5));binarySearch1 => 5 binarySearch2 => [4, 5, 6]
从返回的下标值看，都在预期之中，但是事情并未到此止步，通常要查找的列表元素，并不是数值这么简单，一般是一些复杂的对象实例，为了做到通用，得弄成一个泛型版本：
1 private <T> List<Integer> binarySearch4(List<T> A, T x, Comparator<? super T> comparator) {
2 List<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
3 int low = 0, high = A.size() - 1;
4 while (low <= high) {
5 int mid = (low + high) / 2;
6 int temp = comparator.compare(x, A.get(mid));
7 if (temp == 0) {
8 if (mid > 0) {
9 if (comparator.compare(x, A.get(mid - 1)) == 0) {
10 for (int i = mid - 1; i >= 0; i--) {
11 if (comparator.compare(A.get(i), x) == 0) {
12 result.add(i);
13 } else break;
14 }
15 }
16 }
17 result.add(mid);
18 if (mid < high) {
19 if (comparator.compare(x, A.get(mid + 1)) == 0) {
20 for (int i = mid + 1; i <= high; i++) {
21 if (comparator.compare(x, A.get(i)) == 0) {
22 result.add(i);
23 } else break;
24 }
25 }
26 }
27 return result;
28
29 } else if (temp < 0) {
30 high = mid - 1;
31 } else {
32 low = mid + 1;
33 }
34 }
35
36 return result;
37 }为了比较二个复杂对象实例的大小，引入了Comparator接口，可以根据业务需要，则调用者自定义比较规则。
测试一下：
先定义一个业务对象类AwbDto:
1 package com.cnblogs.yjmyzz.test.domain;
2
3 /**
4 * Created by jimmy on 15/1/8.
5 */
6 public class AwbDto {
7
8
9 /**
10 * 运单号
11 */
12 private String awbNumber;
13
14 /**
15 * 始发站
16 */
17 private String originAirport;
18
19 public AwbDto(String awbNumber, String originAirport) {
20 this.awbNumber = awbNumber;
21 this.originAirport = originAirport;
22 }
23
24 public String getAwbNumber() {
25 return awbNumber;
26 }
27
28 public void setAwbNumber(String awbNumber) {
29 this.awbNumber = awbNumber;
30 }
31
32 public String getOriginAirport() {
33 return originAirport;
34 }
35
36 public void setOriginAirport(String originAirport) {
37 this.originAirport = originAirport;
38 }
39 }还需要定义AwbData比较大小的业务规则，假设：只要运单号相同，则认为相等（即：用运单号来区分对象大小）
1 private class AwbDtoComparator implements Comparator<AwbDto> {
2
3 @Override
4 public int compare(AwbDto x, AwbDto y) {
5 return x.getAwbNumber().compareTo(y.getAwbNumber());
6 }
7 }测试代码：
1 List<AwbDto> awbList = new ArrayList<AwbDto>();
2 awbList.add(new AwbDto("112-10010011", "北京"));
3 awbList.add(new AwbDto("112-10010022", "上海"));
4 awbList.add(new AwbDto("112-10010033", "天津"));
5 awbList.add(new AwbDto("112-10010044", "武汉"));
6 awbList.add(new AwbDto("112-10010044", "武汉"));
7 awbList.add(new AwbDto("112-10010055", "广州"));
8
9 AwbDtoComparator comparator = new AwbDtoComparator();
10
11 AwbDto x = new AwbDto("112-10010044", "武汉");
12
13
14 System.out.println("binarySearch4 => ");
15 System.out.println(binarySearch4(awbList, x, comparator));binarySearch4 => [3, 4]
测试结果，一切顺利，皆大欢喜，可以去休息了。
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原始发表：2015-01-08 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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