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

package chapter_searching;

public class binary_search {
    /* 이진 탐색(양 끝을 포함하는 닫힌 구간) */
    static int binarySearch(int[] nums, int target) {
        // 닫힌 구간 [0, n-1]을 초기화한다. i와 j는 각각 배열의 첫 원소와 마지막 원소를 가리킨다
        int i = 0, j = nums.length - 1;
        // 반복하다 탐색 구간이 비면 종료한다(i > j이면 빈 구간이다)
        while (i <= j) {
            int m = i + (j - i) / 2; // 중간 인덱스 m을 계산한다
            if (nums[m] < target) // 이 경우 target은 구간 [m+1, j]에 있다
                i = m + 1;
            else if (nums[m] > target) // 이 경우 target은 구간 [i, m-1]에 있다
                j = m - 1;
            else // 목표 원소를 찾았으므로 해당 인덱스를 반환한다
                return m;
        }
        // 목표 원소를 찾지 못했으므로 -1을 반환한다
        return -1;
    }

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

    public static void main(String[] args) {
        int target = 6;
        int[] nums = { 1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35 };

        /* 이진 탐색(양 끝을 포함하는 닫힌 구간) */
        int index = binarySearch(nums, target);
        System.out.println("목표 원소 6의 인덱스 = " + index);

        /* 이진 탐색(왼쪽 끝은 포함하고 오른쪽 끝은 제외하는 구간) */
        index = binarySearchLCRO(nums, target);
        System.out.println("목표 원소 6의 인덱스 = " + index);
    }
}