JZ-C-38

剑指offer第三十八题：数字在排序数组中出现的次数

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// Name        : JZ-C-38.cpp
// Author      : Laughing_Lz
// Version     :
// Copyright   : All Right Reserved
// Description : 数字在排序数组中出现的次数
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#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;

int GetFirstK(int* data, int length, int k, int start, int end);
int GetLastK(int* data, int length, int k, int start, int end);

int GetNumberOfK(int* data, int length, int k) {
    int number = 0;

    if (data != NULL && length > 0) {
        int first = GetFirstK(data, length, k, 0, length - 1);
        int last = GetLastK(data, length, k, 0, length - 1);

        if (first > -1 && last > -1)
            number = last - first + 1;
    }

    return number;
}

// 找到数组中第一个k的下标。如果数组中不存在k，返回-1
int GetFirstK(int* data, int length, int k, int start, int end) {
    if (start > end)
        return -1;

    int middleIndex = (start + end) / 2;
    int middleData = data[middleIndex];

    if (middleData == k) {
        if ((middleIndex > 0 && data[middleIndex - 1] != k) || middleIndex == 0)// data[middleIndex - 1] != k 以此判断是不是第一个k
            return middleIndex;
        else
            end = middleIndex - 1;
    } else if (middleData > k)
        end = middleIndex - 1;
    else
        start = middleIndex + 1;

    return GetFirstK(data, length, k, start, end);
}

// 找到数组中最后一个k的下标。如果数组中不存在k，返回-1
int GetLastK(int* data, int length, int k, int start, int end) {
    if (start > end)
        return -1;

    int middleIndex = (start + end) / 2;
    int middleData = data[middleIndex];

    if (middleData == k) {
        if ((middleIndex < length - 1 && data[middleIndex + 1] != k)//data[middleIndex + 1] != k 以此判断是不是最后一个k
                || middleIndex == length - 1)
            return middleIndex;
        else
            start = middleIndex + 1;
    } else if (middleData < k)
        start = middleIndex + 1;
    else
        end = middleIndex - 1;

    return GetLastK(data, length, k, start, end);
}

// ====================测试代码====================
void Test(char* testName, int data[], int length, int k, int expected) {
    if (testName != NULL)
        printf("%s begins: ", testName);

    int result = GetNumberOfK(data, length, k);
    if (result == expected)
        printf("Passed.
");
    else
        printf("Failed.
");
}

// 查找的数字出现在数组的中间
void Test1() {
    int data[] = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 5 };
    Test("Test1", data, sizeof(data) / sizeof(int), 3, 4);
}

// 查找的数组出现在数组的开头
void Test2() {
    int data[] = { 3, 3, 3, 3, 4, 5 };
    Test("Test2", data, sizeof(data) / sizeof(int), 3, 4);
}

// 查找的数组出现在数组的结尾
void Test3() {
    int data[] = { 1, 2, 3, 3, 3, 3 };
    Test("Test3", data, sizeof(data) / sizeof(int), 3, 4);
}

// 查找的数字不存在
void Test4() {
    int data[] = { 1, 3, 3, 3, 3, 4, 5 };
    Test("Test4", data, sizeof(data) / sizeof(int), 2, 0);
}

// 查找的数字比第一个数字还小，不存在
void Test5() {
    int data[] = { 1, 3, 3, 3, 3, 4, 5 };
    Test("Test5", data, sizeof(data) / sizeof(int), 0, 0);
}

// 查找的数字比最后一个数字还大，不存在
void Test6() {
    int data[] = { 1, 3, 3, 3, 3, 4, 5 };
    Test("Test6", data, sizeof(data) / sizeof(int), 6, 0);
}

// 数组中的数字从头到尾都是查找的数字
void Test7() {
    int data[] = { 3, 3, 3, 3 };
    Test("Test7", data, sizeof(data) / sizeof(int), 3, 4);
}

// 数组中的数字从头到尾只有一个重复的数字，不是查找的数字
void Test8() {
    int data[] = { 3, 3, 3, 3 };
    Test("Test8", data, sizeof(data) / sizeof(int), 4, 0);
}

// 数组中只有一个数字，是查找的数字
void Test9() {
    int data[] = { 3 };
    Test("Test9", data, sizeof(data) / sizeof(int), 3, 1);
}

// 数组中只有一个数字，不是查找的数字
void Test10() {
    int data[] = { 3 };
    Test("Test10", data, sizeof(data) / sizeof(int), 4, 0);
}

// 鲁棒性测试，数组空指针
void Test11() {
    Test("Test11", NULL, 0, 0, 0);
}

int main(int argc, char** argv) {
    Test1();
    Test2();
    Test3();
    Test4();
    Test5();
    Test6();
    Test7();
    Test8();
    Test9();
    Test10();
    Test11();

    return 0;
}