hello-algo/ko/codes/c/chapter_searching/binary_search_edge.c

/**
 * File: binary_search_edge.c
 * Created Time: 2023-09-09
 * Author: Gonglja ([email protected])
 */

#include "../utils/common.h"

/* 삽입 위치의 이진 탐색(중복 원소 있음) */
int binarySearchInsertion(int *nums, int numSize, int target) {
    int i = 0, j = numSize - 1; // 닫힌 구간 [0, n-1]을 초기화한다
    while (i <= j) {
        int m = i + (j - i) / 2; // 중간 인덱스 m을 계산한다
        if (nums[m] < target) {
            i = m + 1; // target은 구간 [m+1, j]에 있다
        } else {
            j = m - 1; // target보다 작은 가장 오른쪽 원소는 구간 [i, m-1]에 있다
        }
    }
    // 삽입 위치 i를 반환한다
    return i;
}

/* 가장 왼쪽에 있는 target을 이진 탐색 */
int binarySearchLeftEdge(int *nums, int numSize, int target) {
    // target의 삽입 위치를 찾는 것과 같다
    int i = binarySearchInsertion(nums, numSize, target);
    // target을 찾지 못했으므로 -1을 반환한다
    if (i == numSize || nums[i] != target) {
        return -1;
    }
    // target을 찾았으므로 인덱스 i를 반환한다
    return i;
}

/* 가장 오른쪽에 있는 target을 이진 탐색 */
int binarySearchRightEdge(int *nums, int numSize, int target) {
    // 가장 왼쪽에 있는 target + 1을 찾는 문제로 바꾼다
    int i = binarySearchInsertion(nums, numSize, target + 1);
    // j는 가장 오른쪽의 target을 가리키고, i는 target보다 큰 첫 번째 원소를 가리킨다
    int j = i - 1;
    // target을 찾지 못했으므로 -1을 반환한다
    if (j == -1 || nums[j] != target) {
        return -1;
    }
    // target을 찾았으므로 인덱스 j를 반환한다
    return j;
}

/* 실행 코드 */
int main() {
    // 중복 원소를 포함하는 배열
    int nums[] = {1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15};
    printf("\n배열 nums = ");
    printArray(nums, sizeof(nums) / sizeof(nums[0]));

    // 왼쪽 경계와 오른쪽 경계의 이진 탐색
    int targets[] = {6, 7};
    for (int i = 0; i < sizeof(targets) / sizeof(targets[0]); i++) {
        int index = binarySearchLeftEdge(nums, sizeof(nums) / sizeof(nums[0]), targets[i]);
        printf("가장 왼쪽에 있는 원소 %d의 인덱스는 %d이다\n", targets[i], index);
        index = binarySearchRightEdge(nums, sizeof(nums) / sizeof(nums[0]), targets[i]);
        printf("가장 오른쪽에 있는 원소 %d의 인덱스는 %d이다\n", targets[i], index);
    }

    return 0;
}