Question

我编写了这个二进制搜索方法，它返回Book中ArrayList对象的索引，其中book id与输入的book id匹配。

如何将此转换为一种通用方法，该方法将不同类型的ArrayList对象和搜索输入作为参数并对该输入进行搜索？有没有办法可以概括它？

 public static int bSearch(ArrayList<Book> a, String input)
    {
        int low = 0;
        int high = a.size() - 1;
        int index = -1;

        while(low <= high)
        {
            int mid = (low + high) / 2;
            if(input.compareTo(a.get(mid).getID()) == 0) //input == target
            {
                //a binary search that returns index of min or max
                index = mid;
                return index;
            }
            else if(input.compareTo(a.get(mid).getID())) < 0) //input < target
                high = mid - 1;
            else if(input.compareTo(a.get(mid).getID()) > 0) //input > target
                low = mid + 1;
        }
        return index;
    }

Answer 1

请注意，您正在重新发明轮子，Collections.binarySearch已经实现了通用二进制搜索。

考虑到这一点，为了练习，确保可以通过一些更改来转换您的实现以使其具有通用性：

声明类型参数<T>
使输入列表的元素具有T类型而不是Book（严格来说，? extends T将是理想的）
设置元素的类型以搜索T
添加比较器参数，并使用它替换Book::getID

像这样：

public static <T> int binarySearch(List<? extends T> list, T key, Comparator<? super T> comparator) {
    int low = 0;
    int high = list.size() - 1;
    int index = 0;

    while (low <= high) {
        int mid = (low + high) / 2;
        int cmp = comparator.compare(key, list.get(mid));
        if (cmp == 0) {
            index = mid;
            return index;
        } else if (cmp < 0) {
            high = mid - 1;
        } else {
            low = mid + 1;
        }
    }
    return index;
}

使用此功能按ID在列表中查找Book时，可以将比较器参数写为Comparator.comparing(Book::getID)。（不用说，list参数必须已经按书ID排序，否则二进制搜索没有意义。）

最后，正如@nic在注释中指出的那样，您的实现具有非常不合需要的行为：当找不到元素时，它返回0.这不太好，原因有两个：

无法判断元素是否在列表的第一个位置找到，或者找不到。在返回值为0时，调用者必须验证列表的第一个元素（如果存在）是否等于搜索的元素。那是丑陋而痛苦的。
如果插入了缺失元素可以放入的位置，它没有提示，这是一个非常有趣的信息。

如果在列表中找不到该元素，通常的做法是返回-1 -index，其中index是元素应该的位置（如果它在排序清单。您可以通过更改方法的最后一行来实现此目的：

return -1 - low;

对于您的后续问题，如果您希望此方法将书籍ID字符串作为搜索的键，则第三个参数可以是从书籍实例中提取键的函数，而不是比较器。然后，您可以将密钥与从实例中提取的密钥进行比较，而不是通过比较器比较工作实例：

public static <T> int binarySearchByStringField(List<? extends T> list, String key, Function<T, String> keyExtractor) {
    int low = 0;
    int high = list.size() - 1;
    int index = 0;

    while (low <= high) {
        int mid = (low + high) / 2;
        int cmp = key.compareTo(keyExtractor.apply(list.get(mid)));
        if (cmp == 0) {
            index = mid;
            return index;
        } else if (cmp < 0) {
            high = mid - 1;
        } else {
            low = mid + 1;
        }
    }
    return -1 - low;
}

编写通用的二进制搜索方法

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