Java二分查找代码Bug排查：目标值0索引返回异常问题

这段二分查找代码在查找目标值0时无法返回正确索引（数组中0的索引为2），但其他数值查找正常，问题出在比较逻辑的错误使用：

在升序（isAsc为true）和降序的分支中，代码错误地将索引值mid与目标值target进行比较，而正确的逻辑应该是用arr[mid]（索引mid对应的数组元素）和target比较。

举个实际执行的例子，当查找0时：

1. 初始start=0，end=7，计算mid=3，此时arr[mid]=3，不等于0
2. 进入升序分支，代码判断mid < target（即3 < 0），条件不成立，于是将end设为mid-1=2
3. 下一轮循环start=0，end=2，mid=1，arr[mid]=-5不等于0
4. 再次进入升序分支，判断1 < 0不成立，end设为0
5. 最后一轮循环start=0，end=0，mid=0，arr[mid]=-14不等于0
6. 判断0 < 0不成立，end设为-1，循环结束返回-1，自然找不到正确索引

修复后的代码 #

public class binarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {-14, -5, 0, 3, 23, 49, 74, 106};
        int target = 0;
        int ans = answer(arr, target);
        System.out.println(ans);
    }

    static int answer(int[] arr, int target) {

        int start = 0;
        int end = arr.length - 1;

        boolean isAsc = arr[start] < arr[end];

        while(start <= end) {
            int mid = start + (end - start) / 2;

            if(arr[mid] == target) {
                return mid;
            }

            if(isAsc) {
                // 修正：用数组元素与目标值比较，而非索引与目标值比较
                if(arr[mid] < target) {
                    start = mid + 1;
                }
                else {
                    end = mid - 1;
                }
            }
            else {
                // 修正：用数组元素与目标值比较，而非索引与目标值比较
                if(arr[mid] < target) {
                    end = mid - 1;
                }
                else {
                    start = mid + 1;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
}

关键修复点 #

• 将升序分支中的mid < target改为arr[mid] < target
• 将降序分支中的mid < target改为arr[mid] < target

修复后再运行代码，查找目标值0时会正确返回索引2，其他数值的查找逻辑也保持正常。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user21113485