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

/**
 * File: binary_search.cpp
 * Created Time: 2022-11-25
 * Author: krahets ([email protected])
 */

#include "../utils/common.hpp"

/* Двоичный поиск (замкнутый интервал) */
int binarySearch(vector<int> &nums, int target) {
    // Инициализировать замкнутый интервал [0, n-1], то есть i и j указывают на первый и последний элементы массива соответственно
    int i = 0, j = nums.size() - 1;
    // Цикл завершается, когда диапазон поиска пуст (при i > j диапазон пуст)
    while (i <= j) {
        int m = i + (j - i) / 2; // Вычислить индекс середины m
        if (nums[m] < target)    // Это означает, что target находится в интервале [m+1, j]
            i = m + 1;
        else if (nums[m] > target) // Это означает, что target находится в интервале [i, m-1]
            j = m - 1;
        else // Целевой элемент найден, вернуть его индекс
            return m;
    }
    // Целевой элемент не найден, вернуть -1
    return -1;
}

/* Двоичный поиск (интервал, замкнутый слева и открытый справа) */
int binarySearchLCRO(vector<int> &nums, int target) {
    // Инициализация интервала [0, n), замкнутого слева и открытого справа: i указывает на первый элемент массива, а j — на позицию сразу за последним
    int i = 0, j = nums.size();
    // Цикл завершается, когда диапазон поиска пуст (при i = j диапазон пуст)
    while (i < j) {
        int m = i + (j - i) / 2; // Вычислить индекс середины m
        if (nums[m] < target)    // Это означает, что target находится в интервале [m+1, j)
            i = m + 1;
        else if (nums[m] > target) // Это означает, что target находится в интервале [i, m)
            j = m;
        else // Целевой элемент найден, вернуть его индекс
            return m;
    }
    // Целевой элемент не найден, вернуть -1
    return -1;
}

/* Driver Code */
int main() {
    int target = 6;
    vector<int> nums = {1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35};

    /* Двоичный поиск (замкнутый интервал) */
    int index = binarySearch(nums, target);
    cout << "Индекс целевого элемента 6 = " << index << endl;

    /* Двоичный поиск (интервал, замкнутый слева и открытый справа) */
    index = binarySearchLCRO(nums, target);
    cout << "Индекс целевого элемента 6 = " << index << endl;

    return 0;
}