/**
* File: binary_search_insertion.cs
* Created Time: 2023-08-06
* Author: hpstory (hpstory1024@163.com)
*/

namespace hello_algo.chapter_searching;

public class binary_search_insertion {
    /* 二分探索で挿入位置を探す（重複要素なし） */
    public static int BinarySearchInsertionSimple(int[] nums, int target) {
        int i = 0, j = nums.Length - 1; // 両閉区間 [0, n-1] を初期化
        while (i <= j) {
            int m = i + (j - i) / 2; // 中点インデックス m を計算
            if (nums[m] < target) {
                i = m + 1; // target は区間 [m+1, j] にある
            } else if (nums[m] > target) {
                j = m - 1; // target は区間 [i, m-1] にある
            } else {
                return m; // target が見つかったら、挿入位置 m を返す
            }
        }
        // target が見つからなければ、挿入位置 i を返す
        return i;
    }

    /* 二分探索で挿入位置を探す（重複要素あり） */
    public static int BinarySearchInsertion(int[] nums, int target) {
        int i = 0, j = nums.Length - 1; // 両閉区間 [0, n-1] を初期化
        while (i <= j) {
            int m = i + (j - i) / 2; // 中点インデックス m を計算
            if (nums[m] < target) {
                i = m + 1; // target は区間 [m+1, j] にある
            } else if (nums[m] > target) {
                j = m - 1; // target は区間 [i, m-1] にある
            } else {
                j = m - 1; // target より小さい最初の要素は区間 [i, m-1] にある
            }
        }
        // 挿入位置 i を返す
        return i;
    }

    [Test]
    public void Test() {
        // 重複要素のない配列
        int[] nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
        Console.WriteLine("\n配列 nums = " + nums.PrintList());
        // 二分探索で挿入位置を探す
        foreach (int target in new int[] { 6, 9 }) {
            int index = BinarySearchInsertionSimple(nums, target);
            Console.WriteLine("要素 " + target + " の挿入位置のインデックスは " + index);
        }

        // 重複要素を含む配列
        nums = [1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15];
        Console.WriteLine("\n配列 nums = " + nums.PrintList());
        // 二分探索で挿入位置を探す
        foreach (int target in new int[] { 2, 6, 20 }) {
            int index = BinarySearchInsertion(nums, target);
            Console.WriteLine("要素 " + target + " の挿入位置のインデックスは " + index);
        }
    }
}