/**
 * File: binary_search.swift
 * Created Time: 2023-01-28
 * Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
 */

/* 二分搜尋（雙閉區間） */
func binarySearch(nums: [Int], target: Int) -> Int {
    // 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
    var i = nums.startIndex
    var j = nums.endIndex - 1
    // 迴圈，當搜尋區間為空時跳出（當 i > j 時為空）
    while i <= j {
        let 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） */
func binarySearchLCRO(nums: [Int], target: Int) -> Int {
    // 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
    var i = nums.startIndex
    var j = nums.endIndex
    // 迴圈，當搜尋區間為空時跳出（當 i = j 時為空）
    while i < j {
        let 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
}

@main
enum BinarySearch {
    /* Driver Code */
    static func main() {
        let target = 6
        let nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35]

        /* 二分搜尋（雙閉區間） */
        var index = binarySearch(nums: nums, target: target)
        print("目標元素 6 的索引 = \(index)")

        /* 二分搜尋（左閉右開區間） */
        index = binarySearchLCRO(nums: nums, target: target)
        print("目標元素 6 的索引 = \(index)")
    }
}