Java 顺序不可知的二进制搜索

在程序开发中，经常需要在一组数据中搜索指定的元素。二进制搜索是一种高效的搜索算法，它的时间复杂度为O(log n)。然而，二进制搜索的前提条件是数据是有序的。如果数据不是有序的或者搜索的元素不确定是否存在，传统的二进制搜索就不再适用了。

为了解决这个问题，我们可以使用一种叫做“顺序不可知的二进制搜索”的算法。这种算法不要求数据是有序的，并且可以在不确定搜索元素存在的情况下搜索。

下面是Java实现顺序不可知的二进制搜索的示例代码：

/**
 * 顺序不可知的二进制搜索
 * @param array 待搜索的数组，其中元素可以是无序的
 * @param key 要搜索的元素
 * @return 元素在数组中的下标（从0开始）或者-1（元素不存在）
 */
public static <T extends Comparable<T>> int binarySearch(T[] array, T key) {
    int left = 0, right = array.length - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        if (array[mid].equals(key)) {
            return mid;
        }

        if (array[left].compareTo(array[mid]) < 0) { // 左半段有序
            if (array[left].compareTo(key) <= 0 && key.compareTo(array[mid]) < 0) {
                right = mid - 1;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        } else if (array[left].compareTo(array[mid]) > 0) { // 右半段有序
            if (array[mid].compareTo(key) < 0 && key.compareTo(array[right]) <= 0) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        } else { // 无法判断左右哪个有序
            left++;
        }
    }

    return -1; // 没有找到元素
}

这段代码通过不断缩小搜索范围来进行查找。在每次迭代中，先使用二分法确定数组的中间元素。接着，根据左半段或者右半段中的元素是否有序，判断搜索的元素如果存在，它可能位于哪一半中。最后，将搜索范围缩小到对应的那一半，并重复上述过程，直到元素被找到或者搜索范围为空。

当无法判断哪一半是有序的时，我们可以通过left++的方式缩小搜索范围。

这个算法的时间复杂度是O(log n)，和传统的二分搜索一样。但是它可以应对顺序不确定的数据，而不是一定要有序才可以使用。