剑指offer-38 统计一个数字在排序数组中出现的次数

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int GetFirstK(int* data,int length,int target,int start,int end);
int GetLastK(int* data,int length,int target,int start,int end);
int GetCountOfK(int * data,int length,int target);
/*
统计一个数字在排序数组中出现的次数
排序，联想到二分法
如果能利用二分法找到目标数字第一个出现的下标和最后一个出现的下标
那么就可以知道次数了
*/

/*
返回目标数字第一次出现的下标

时间复杂度 O(logn)
*/
int GetFirstK(int* data,int length,int target,int start,int end)
{
if(start > end)
return -1;
int midIndex = (start+end)/2;
int midData = data[midIndex];

if(midData==target)
{
if((midIndex > 0 && data[midIndex-1] != target) || midIndex==0)
return midIndex;
else
end = midIndex-1;
}
else if(midData>target)
end = midIndex-1;
else
start = midIndex +1;
return GetFirstK(data,length,target,start,end);
}

/*
返回目标数字最后出现的下标
时间复杂度 O(logn)
*/
int GetLastK(int* data,int length,int target,int start,int end)
{
if(start > end)
return -1;
int midIndex = (start+end)/2;
int midData = data[midIndex];

if(midData==target)
{
if((midIndex < length-1 && data[midIndex+1] != target) || midIndex==length-1)
return midIndex;
else
start = midIndex+1;
}
else if(midData<target)
start = midIndex+1;
else
end = midIndex -1;
return GetLastK(data,length,target,start,end);
}

/*
找到了第一次出现的下标和最后一次出现的下标，那么出现次数为last-first+1
*/
int GetCountOfK(int * data,int length,int target)
{
int result = 0;
if(data !=NULL && length > 0)
{
int first = GetFirstK(data,length,target,0,length-1);
int last = GetLastK(data,length,target,0,length-1);
if(first > -1 && last >-1)
result = last-first +1;
}
return result;
}

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

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

// 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()
{
Test1();
Test2();
Test3();
Test4();
Test5();
Test6();
Test7();
Test8();
Test9();
Test10();
Test11();
return 0;
}