面试题38：数字在排序数组中的次数

/*题目：统计一个数字在排序数组中出现的次数，例如输入排序数组{1,2,3,3,3,3,4,5}和数字3，
由于3在这个数组中出现了4次，因此输出4*/
#include <iostream>
using namespace std;
//运用二分查找找到第一个k出现的位置（数组data是排好序的）,不存在返回-1
int GetFirstPosOfK(int data[], int length, int start, int end, int k)
{
if(start > end)
return -1;
int MidIndex = (start + end) / 2;
int MidData = data[MidIndex];
if(MidData == k)
{
if((MidIndex > 0 &&data[MidIndex - 1] != k) || MidIndex == 0)
{
return MidIndex;
}else
{
end = MidIndex - 1;
}
}else if(MidData < k)
{
start = MidIndex + 1;
}else if(MidData > k)
{
end = MidIndex - 1;
}
return GetFirstPosOfK(data, length, start, end, k);
}
//运用二分查找找到最后一个k出现的位置（数组data是排好序的）,不存在返回-1
int GetLastPosOfK(int data[], int length, int start, int end, int k)
{
if(start > end)
return -1;
int MidIndex = (start + end) / 2;
int MidData = data[MidIndex];
if(MidData == k)
{
if((MidIndex < length - 1 && data[MidIndex + 1] != k) || MidIndex == length - 1)
{
return MidIndex;
}
else
{
start = MidIndex + 1;
}
}else if(MidData < k)
{
start = MidIndex + 1;
}else if(MidData > k)
{
end = MidIndex - 1;
}
return GetLastPosOfK(data, length, start, end, k);
}
//在排序数组中某数字出现的次数
int TheNumOfK(int data[], int length, int k)
{
int count = 0;
if(data != NULL && length > 0)
{
int first = GetFirstPosOfK(data, length, 0, length - 1, k);
int last = GetLastPosOfK(data, length, 0, length - 1, k);
if(first > -1 && last > -1)
{
count = last - first + 1;
}

}
return count;
}
//=========================测试代码=========================
void Test(char *TestName, int data[], int length, int k, int expected)//计算数组长度时要用一个变量做中转，否则会出现问题，这里用length
{
if(TestName != NULL)
cout << TestName << " begins:" << endl;
int result = TheNumOfK(data, length, k);
if(result == expected)
cout << "Passed!" << endl;
else
cout << "Failed" << endl;
}
//=========================测试用例========================
//查找的数字在数组中间
void Test1()
{
int data[] = {1, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 5};
Test("Test1", data, sizeof(data) / sizeof(int),3, 4);
}
//查找的数字出现在数组开头
void Test2()
{
int data[] = {3, 3, 3, 3, 4, 5};
Test("Test2", data, sizeof(data) / sizeof(int), 3, 4);
}
//查找的数字出现在数组的结尾
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);
}
//数组中只有一个重复的数字，且是要查找的数字
void Test7()
{
int data[] = {3, 3, 3, 3};
Test("Test7", data, sizeof(data) / sizeof(int), 3, 4);
}
//数组中只有一个重复的数字，且不是要查找的数字
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，是要查找的数字
void Test9()
{
int data[] = {3};
Test("Test9", data, sizeof(data) / sizeof(int), 3, 1);
}
//数组中只有一个数字，不是要查找的数字
void Test10()
{
int data[] = {3};
Test("Test10", data, sizeof(data) / sizeof(int), 4, 0);
}
//鲁棒性测试，数组为空指针
void Test11()
{
Test("Test11", NULL, 0, 0, 0);
}
int main()
{
Test1();
Test2();
Test3();
Test4();
Test5();
Test6();
Test7();
Test8();
Test9();
Test10();
Test11();
return 0;
}