不容小视的算法

自从看了cnblog上那篇讲“野生”程序员的文章，我也时常反思作为科班出身的自己，是不是还带着一些“野生”的做派。我们往往80%的时间在做一些纯业务的事情上，而往往百分之90的时间里面我们的业务量不足够大到需要考虑性能的地步。每天重复地活着，有什么意义呢？

所以常常有人说，算法和数据结构，设计模式，都是并没有什么卵用。我一直对这种观点很反感，计算机编程是 一门科学，科学在于高效。如果我们不考虑大流量、高并发，我们可以很任性地写任何功能，大不了加载缓慢。我们忽略那些看似不重要，或者用不上的黑科技，以为一直呆在地球表面上是最安全的。

我在知乎里面写过一个回复：我见过十年的码畜，也见过一年成架构的神人。之所以有的人用一年走完别人十年走不完的技术道路，是因为关注代码和业务背后的细节，不断积累迭代。最近在看《代码之美》这本书，有些感触。我用一个最不被大家重视的算法为例：

二分法查找。

我对这个算法记忆犹新，大一的时候曹海老师在纸上给我推演了其中过程。我用java代码实现如下：

public class TestBinary {
/**
* 二分法查询
*
* @param arr
* @param value
* @return
*/
public static int binary(int[] arr, int value) {
if (arr.length <= 0) System.out.println("no array to search");
int low = 0;// 低位
int high = arr.length -1; //高位
if (low <= high) {
int mid = (low + high) /2;
if (arr[mid] == value) return mid;
if (arr[mid] > value) {
high = mid - 1;
}
if (arr[mid] > value) {
low = mid + 1;
}
}
return -1;
}

/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int[] a = {1, 2, 9, 33, 43, 52};
int value = binary(a, 9);
System.out.println(value);
}

}

这是最常规的写法，看上去也没什么问题。但是如果我们要查找的数组变得越来越大，就会出现性能和整型溢出的问题。先说性能吧，其中int mid = (low+high)/2;这句在循环中，不断地在栈上分配临时变量，这也是一种消耗，可以把它写在循环外。溢出问题也是在这句，如果high变量（也就是数组长度）足够大，超过32位机器的2^31 -1的局限，或者64位机的整型极限，那么就会溢出为负数。有人建议写成：

mid = (low + high) >>> 1;

用位运算来防止整型溢出。对位运算不太熟悉的童鞋可以去看看相关资料。

很多人看到这里就感觉皆大欢喜的happy ending,但是我还不想就这么草率地结束。

这里面就存在一个悖论，java不能造出一个大于最大整型数值长度的数组，那么我该如何检验这个溢出问题呢。而且凭什么说用>>> 1就可以解决。我freephp第一个不服！

如果一直纠结造出数组来验证，那么就走不通了。所以我们换个思路，其实本质就是很大的两个数相加除2或用位运算会不会整型溢出的测试。代码如下：

System.out.println("除以2："+ ((1000000000+Integer.MAX_VALUE) /2));

System.out.println("除以2："+ ((1000000000+Integer.MAX_VALUE) >>> 1));

输出结果为：

除以2：-573741824

除以2：1573741823

可见位运算可以保证整型不溢出。

（待续ing）

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