在Java中如何使用Collections.binarySearch进行二分查找_Collections binarySearch操作技巧

Collections.binarySearch需在有序List中使用，基于二分查找实现，时间复杂度O(log n)；调用前必须确保列表已排序，否则结果不可预测；若使用自定义Comparator排序，则查找时也必须传入相同Comparator以保证正确性；元素不存在时返回负值表示插入点，即-(插入位置)-1，可用于判断是否添加；该方法适用于支持RandomAccess的List如ArrayList，不推荐用于LinkedList以避免性能退化；对于Set结构的有序查找需求，建议使用TreeSet。

在Java中，Collections.binarySearch 是一个非常实用的工具方法，用于在已排序的List中快速查找指定元素的位置。它基于二分查找算法，时间复杂度为O(log n)，比线性查找更高效。但使用时需要注意前提条件和一些细节，否则可能得到错误结果。

确保列表已排序

调用 Collections.binarySearch 前，List必须是有序的。如果列表未排序，查找结果不可预测。

• 使用 Collections.sort(list) 对列表进行升序排序。
• 若列表按自定义规则排序，需使用对应的 Comparator，并在 binarySearch 中传入相同的比较器。

代码示例：

List list = Arrays.asList(10, 20, 30, 40, 50);
Collections.sort(list); // 确保有序
int index = Collections.binarySearch(list, 30);
// 返回 2

处理未找到的情况

当目标元素不存在时，binarySearch 返回一个负值，表示“插入点”。这个值是 -(插入位置) - 1。

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• 例如返回 -4，说明元素应插入到索引3的位置（从0开始）。
• 可通过该机制判断元素是否存在，并决定是否添加。

判断是否存在示例：

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int result = Collections.binarySearch(list, 35);
if (result >= 0) {
    System.out.println("找到，索引：" + result);
} else {
    System.out.println("未找到，可插入位置：" + (-result - 1));
}

使用自定义Comparator

对于自定义对象或逆序排列的列表，必须传入与排序一致的 Comparator，否则结果出错。

• 比如列表按字符串长度排序，查找时也要传入相同逻辑的Comparator。
• 升序和降序查找必须匹配。

示例：按字符串长度查找

List words = Arrays.asList("hi", "hello", "hey");
words.sort((a, b) -> a.length() - b.length()); // 按长度排序
int idx = Collections.binarySearch(words, "hi", 
(a, b) -> a.length() - b.length());
// 正确返回索引

只能用于List实现类

Collections.binarySearch 只支持 RandomAccess 的List，如 ArrayList、Vector。不推荐用于 LinkedList，因为随机访问效率低，会退化性能。

• 优先选择 ArrayList 配合 binarySearch。
• 如果是 Set 结构需求，考虑使用 TreeSet，其内部自带有序和查找能力。

基本上就这些。只要记住：排序是前提，Comparator要一致，结果负值有含义，结构选对才高效。