hello-algo/codes/cpp/chapter_searching/binary_search.cpp

/**
 * File: binary_search.cpp
 * Created Time: 2022-11-25
 * Author: Krahets (krahets@163.com)
 */

#include "../include/include.hpp"

/* 二分查找（双闭区间） */
int binarySearch(vector<int>& nums, int target) {
    // 初始化双闭区间 [0, n-1] ，即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
    int i = 0, j = nums.size() - 1;
    // 循环，当搜索区间为空时跳出（当 i > j 时为空）
    while (i <= j) {
        int m = (i + j) / 2;       // 计算中点索引 m
        if (nums[m] < target)      // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
            i = m + 1;
        else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
            j = m - 1;
        else                       // 找到目标元素，返回其索引
            return m;
    }
    // 未找到目标元素，返回 -1
    return -1;
}

/* 二分查找（左闭右开） */
int binarySearch1(vector<int>& nums, int target) {
    // 初始化左闭右开 [0, n) ，即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
    int i = 0, j = nums.size();
    // 循环，当搜索区间为空时跳出（当 i = j 时为空）
    while (i < j) {
        int m = (i + j) / 2;       // 计算中点索引 m
        if (nums[m] < target)      // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
            i = m + 1;
        else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
            j = m;
        else                       // 找到目标元素，返回其索引
            return m;
    }
    // 未找到目标元素，返回 -1
    return -1;
}


/* Driver Code */
int main() {
    int target = 6;
    vector<int> nums = { 1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 67, 70, 92 };
    
    /* 二分查找（双闭区间） */
    int index = binarySearch(nums, target);
    cout << "目标元素 6 的索引 = " << index << endl;

    /* 二分查找（左闭右开） */
    index = binarySearch1(nums, target);
    cout << "目标元素 6 的索引 = " << index << endl;
    
    return 0;
}