C#のArray.BinarySearch(Array, Object)メソッドとは？使い方とサンプルコード解説

C#のArray.BinarySearch(Array, Object)メソッドは、ソート済みの1次元配列全体を対象に、指定した要素を検索するための静的メソッドです。検索の際には、配列の各要素および検索対象オブジェクトに実装されたIComparableインターフェースが使用されます。

構文

public static int BinarySearch (Array arr, object val);

パラメータ

• arr: 検索対象となる、ソート済みの1次元配列
• val: 検索するオブジェクト

戻り値

指定した要素が見つかった場合は、そのインデックス（0から始まる番号）をint型で返します。見つからなかった場合は負の値を返します。この負の値は「次に大きい要素のインデックスのビットごとの補数」を表しており、ビット反転演算子（~）を使うことで、その要素を挿入すべき位置を求めることができます。

サンプル1：整数型配列の場合

using System;

public class Demo {
    public static void Main() {
        int[] intArr = {5, 10, 15, 20};
        Array.Sort(intArr);

        Console.WriteLine("配列の要素...");
        foreach(int i in intArr) {
            Console.WriteLine(i);
        }

        Console.Write("要素 20 のインデックス = " + Array.BinarySearch(intArr, 20));
    }
}

出力結果

配列の要素...
5
10
15
20
要素 20 のインデックス = 3

この例では、まずArray.Sort()メソッドで配列を昇順にソートしてから、BinarySearchを実行しています。要素「20」は配列の4番目、つまりインデックス3に存在するため、戻り値として「3」が返されます。

サンプル2：文字列型配列の場合

using System;

public class Demo {
    public static void Main() {
        string[] strArr = {"John", "Tim", "Fedric", "Gary", "Harry", "Damien"};
        Array.Sort(strArr);

        Console.WriteLine("配列の要素...");
        foreach(string s in strArr) {
            Console.WriteLine(s);
        }

        Console.Write("\n要素 Gary のインデックス = " + Array.BinarySearch(strArr, "Gary"));
        Console.Write("\n要素 Tom のインデックス = " + Array.BinarySearch(strArr, "Tom"));
    }
}

出力結果

配列の要素...
Damien
Fedric
Gary
Harry
John
Tim

要素 Gary のインデックス = 2
要素 Tom のインデックス = -7

ポイント解説

文字列の例では、ソート後の配列に存在する「Gary」はインデックス2として正しく検出されています。一方、配列に存在しない「Tom」を検索した場合は「-7」という負の値が返されます。この値は、Tomを挿入するならば配列の末尾（インデックス6）に相当する位置になることを示しています。つまり、戻り値が負であれば「要素が見つからなかった」と判断できるのです。

注意点： BinarySearchメソッドを使用する前に、必ずArray.Sort()などで配列を事前にソートしておく必要があります。ソートされていない配列に対して実行すると、二分探索の前提が崩れるため、誤った結果が返される可能性があります。