使用Java函数实现二分查找算法

二分查找算法也称为折半查找，是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。其基本思想是将有序数组分成两个部分，取数组中间元素与要查找的元素进行比较，如果中间元素等于要查找的元素，则找到，返回下标；如果中间元素大于要查找的元素，则在左半部分继续查找；如果中间元素小于要查找的元素，则在右半部分继续查找，直到找到要查找的元素或者查找范围为空。

Java函数实现二分查找算法的基本步骤如下：

1. 定义二分查找函数，函数名为binarySearch，包含三个参数：有序数组array，要查找的元素key，以及数组的长度length。

2. 初始化查找区间，left为0，right为length-1。

3. 使用while循环进行查找，当left小于等于right时继续循环，当left大于right时查找失败，返回-1。

4. 计算中间元素的下标mid，使用二分查找的核心思想进行比较：

- 如果中间元素等于要查找的元素key，则找到，返回下标。

- 如果中间元素大于要查找的元素key，则在左半部分查找，将right更新为mid-1。

- 如果中间元素小于要查找的元素key，则在右半部分查找，将left更新为mid+1。

5. 当循环结束时，查找失败，返回-1。

Java代码实现如下：

public static int binarySearch(int[] array, int key, int length){
    int left = 0;
    int right = length - 1;
    while(left <= right){
        int mid = (left + right) / 2;
        if(array[mid] == key){
            return mid;
        }else if(array[mid] > key){
            right = mid - 1;
        }else{
            left = mid + 1;
        }
    }
    return -1;
}

测试代码如下：

public static void main(String[] args){
    int[] array = {1, 3, 5, 7, 9};
    int index = binarySearch(array, 3, array.length);
    System.out.println("查找结果：" + index);
}

输出结果：

查找结果：1

说明在数组array中成功查找到元素3，其下标为1。

使用Java函数实现二分查找算法可以提高代码的可读性和可维护性，同时，其执行效率较高，适用于大规模数据的快速搜索。