// File: binary_search.zig
// Created Time: 2023-01-15
// Author: codingonion (coderonion@gmail.com)

const std = @import("std");
const inc = @import("include");

// 이진 탐색(양 끝을 포함하는 닫힌 구간)
fn binarySearch(comptime T: type, nums: std.ArrayList(T), target: T) T {
    // 닫힌 구간 [0, n-1]을 초기화한다. i와 j는 각각 배열의 첫 원소와 마지막 원소를 가리킨다
    var i: usize = 0;
    var j: usize = nums.items.len - 1;
    // 반복하다 탐색 구간이 비면 종료한다(i > j이면 빈 구간이다)
    while (i <= j) {
        var m = i + (j - i) / 2;                // 중간 인덱스 m을 계산한다
        if (nums.items[m] < target) {           // 이 경우 target은 구간 [m+1, j]에 있다
            i = m + 1;
        } else if (nums.items[m] > target) {    // 이 경우 target은 구간 [i, m-1]에 있다
            j = m - 1;
        } else {                                // 목표 원소를 찾았으므로 해당 인덱스를 반환한다
            return @intCast(m);
        }
    }
    // 목표 원소를 찾지 못했으므로 -1을 반환한다
    return -1;
}

// 이진 탐색(왼쪽 끝은 포함하고 오른쪽 끝은 제외하는 구간)
fn binarySearchLCRO(comptime T: type, nums: std.ArrayList(T), target: T) T {
    // 왼쪽 끝만 포함하는 구간 [0, n)을 초기화한다. i는 배열의 첫 원소를, j는 마지막 원소 바로 다음 위치를 가리킨다
    var i: usize = 0;
    var j: usize = nums.items.len;
    // 반복하다 탐색 구간이 비면 종료한다(i = j이면 빈 구간이다)
    while (i <= j) {
        var m = i + (j - i) / 2;                // 중간 인덱스 m을 계산한다
        if (nums.items[m] < target) {           // 이 경우 target은 구간 [m+1, j)에 있다
            i = m + 1;
        } else if (nums.items[m] > target) {    // 이 경우 target은 구간 [i, m)에 있다
            j = m;
        } else {                                // 목표 원소를 찾았으므로 해당 인덱스를 반환한다
            return @intCast(m);
        }
    }
    // 목표 원소를 찾지 못했으므로 -1을 반환한다
    return -1;
}

// 실행 코드
pub fn main() !void {
    var target: i32 = 6;
    var nums = std.ArrayList(i32).init(std.heap.page_allocator);
    defer nums.deinit();
    try nums.appendSlice(&[_]i32{ 1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35 });

    // 이진 탐색(양 끝을 포함하는 닫힌 구간)
    var index = binarySearch(i32, nums, target);
    std.debug.print("목표 원소 6의 인덱스 = {}\n", .{index});

    // 이진 탐색(왼쪽 끝은 포함하고 오른쪽 끝은 제외하는 구간)
    index = binarySearchLCRO(i32, nums, target);
    std.debug.print("목표 원소 6의 인덱스 = {}\n", .{index});

    _ = try std.io.getStdIn().reader().readByte();
}