/*
	设 a[0:n-1]是已排好序的数组，请改写二分搜索算法，
	使得当搜索元素 x 不在数组中时，
	返回小于 x 的最大元素位置 i 和大于 x 的最小元素位置 j。
	当搜索元素在数组中时，i 和 j 相同， 均为 x 在数组中的位置。
*/
#include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
/*
定义查找函数，三个变量依次为 数组、数组长度、待查找元素 
*/
int Search(int b[], int b_length, int b_num)
{
	int b_detection = -1;		//待查找元素的标志位
	int b_right = b_length - 1; 	// 数组的右边界
	int b_middle = 0;  			//中间值的标志位 
	int b_left = 0; 			//数组的左边界
	
	/*二分查找*/
	while(b_left <= b_right)
	{
		b_middle = (b_left + b_right) / 2;
		if(b[b_middle] == b_num)		//找到了待查找元素 
		{
			b_detection = b_middle;	//待查找元素的标志位等于b_middle的标志位 
		}
		/*数组元素有序
		待查找元素小于中间值  往中间值的左边查找
		将中间值(包括中间值)右边的数据舍去 
		即 -- 将数组的右边界 b_right更新为b_middle - 1 
		*/
		if(b[b_middle] > b_num)
		{
			b_right = b_middle - 1; 
		}
		else
		{
			b_left = b_middle + 1;
		}
	}
	int i = 0, j = 0;		//定义距离待查找元素两侧最近的元素的标志位 
	/*
	当待查找元素不在数组中
	返回小于 x 的最大元素位置 i 和大于 x 的最小元素位置 j
	*/
	if(b_detection == -1)	
	{
		i = b_right;
		j = b_left;
		printf("待查找元素不在素组中!\n");
		printf("小于待查找元素的最大元素位置 i = %d\n",i);
		printf("大于待查找元素的最小元素位置 j = %d\n",j);
	}
	/*
	当待查找元素在数组中
	i 和 j 相同， 均为 x 在数组中的位置
	*/
	else		
	{
		i = b_detection;
		j = b_detection;
		printf("待查找元素在素组中\n");
		printf("待查找元素在素组中的位置i = %d,j = %d\n",i,j);
	}
} 
int main()
{
	int a[] = {1,2,3,4,5,16,17,18,19,20} ;//定义一个数组并初始化 (题目中已说明数组有序)
	int length = sizeof(a) / sizeof(int);//计算出数组的长度 -- sizeof计算的是字节长度 
	int search_num;		//定义需要查找的元素
	printf("请输入待查找元素的值\n");
	scanf("%d",&search_num);
	Search(a,length,search_num);	//调用函数并传参数 
	return 0;
}