/**
 * File: binary_search.cs
 * Created Time: 2022-12-23
 * Author: haptear (haptear@hotmail.com)
 */

namespace hello_algo.chapter_searching;

public class binary_search {
    /* 二分搜尋（雙閉區間） */
    int BinarySearch(int[] nums, int target) {
        // 初始化雙閉區間 [0, n-1] ，即 i, j 分別指向陣列首元素、尾元素
        int i = 0, j = nums.Length - 1;
        // 迴圈，當搜尋區間為空時跳出（當 i > j 時為空）
        while (i <= j) {
            int m = i + (j - i) / 2;   // 計算中點索引 m
            if (nums[m] < target)      // 此情況說明 target 在區間 [m+1, j] 中
                i = m + 1;
            else if (nums[m] > target) // 此情況說明 target 在區間 [i, m-1] 中
                j = m - 1;
            else                       // 找到目標元素，返回其索引
                return m;
        }
        // 未找到目標元素，返回 -1
        return -1;
    }

    /* 二分搜尋（左閉右開區間） */
    int BinarySearchLCRO(int[] nums, int target) {
        // 初始化左閉右開區間 [0, n) ，即 i, j 分別指向陣列首元素、尾元素+1
        int i = 0, j = nums.Length;
        // 迴圈，當搜尋區間為空時跳出（當 i = j 時為空）
        while (i < j) {
            int m = i + (j - i) / 2;   // 計算中點索引 m
            if (nums[m] < target)      // 此情況說明 target 在區間 [m+1, j) 中
                i = m + 1;
            else if (nums[m] > target) // 此情況說明 target 在區間 [i, m) 中
                j = m;
            else                       // 找到目標元素，返回其索引
                return m;
        }
        // 未找到目標元素，返回 -1
        return -1;
    }

    [Test]
    public void Test() {
        int target = 6;
        int[] nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];

        /* 二分搜尋（雙閉區間） */
        int index = BinarySearch(nums, target);
        Console.WriteLine("目標元素 6 的索引 = " + index);

        /* 二分搜尋（左閉右開區間） */
        index = BinarySearchLCRO(nums, target);
        Console.WriteLine("目標元素 6 的索引 = " + index);
    }
}