剑指offer-面试题38-数字在排序数组中出现的次数

package case38_NumbersOfK;/** * 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。 *  * @author WangSai * */public class NumbersOfK {/** * @param args */public static void main(String[] args) {int[] arr1 = { 1, 2, 5, 16, 16, 20 };int num1 = 16;System.out.println("1次:" + getMyTimes(arr1, num1));int[] arr2 = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };int num2 = 1;System.out.println("7次:" + getMyTimes(arr2, num2));int[] arr3 = { 1 };int num3 = 1;System.out.println("1次:" + getMyTimes(arr3, num3));int[] arr4 = { 2, 2, 2, 2, 2, 2 };int num4 = 1;System.out.println("0次:" + getMyTimes(arr4, num4));}/** * 获取num在arr数组中出现的次数 *  * @param arr，待查找的数组 * @param num，待查找的数字 * @return 若数组中不存在该数字，返回-1；若存在则返回出现的次数。 */private static int getMyTimes(int[] arr, int num) {// 异常值检测if (arr == null || arr.length <= 0) {throw new IllegalArgumentException("非法输入参数，请重新检查...");}// 二分查找，获取num在arr中的位置int index = binarySearch(arr, 0, arr.length - 1, num);// 若index-1，说明该数字未出现。if (index == -1)return 0;// 查找最左侧的第一个num，并返回角标int firstIndex = getFirstIndexOfNum(arr, index, num);// 查找最右侧的最后一个num，并返回角标int lastIndex = getLastIndexOfNum(arr, index, num);// 返回num在数组中出现的次数return lastIndex - firstIndex + 1;}/** * 获取num最后一次出现时在arr数组中对应的角标 *  * @param arr，待查找的数组 * @param index，num在arr中的角标 * @param num，待查找的数字 * @return 数字num最后一次出现时在arr数组中对应的角标 */private static int getLastIndexOfNum(int[] arr, int index, int num) {// 若index为arr[]的最后一个角标，则直接返回indexif (index == arr.length - 1)return index;// 若arr[index]不是最后一个元素，并且下一个元素不是num，则直接返回当前的indexelse if (arr[index + 1] != num)return index;// 在数组后半段继续查找int pos = binarySearch(arr, index + 1, arr.length - 1, num);return getLastIndexOfNum(arr, pos, num);}/** * 获取 数组arr中第一次出现num时的角标，时间复杂度O(logn) *  * @param arr，待查找的数组 * @param index，num在arr中的角标 * @param num，待查找的数字 * @return 数组arr中第一次出现num时的角标 */private static int getFirstIndexOfNum(int[] arr, int index, int num) {// 若index为arr[]的0角标，则直接返回indexif (index == 0)return 0;// 若arr[index]不是第一个元素，并且前一个元素不是num，则直接返回当前的indexelse if (arr[index - 1] != num) {return index;}// 在前半段继续查找，递归int pos = binarySearch(arr, 0, index - 1, num);return getFirstIndexOfNum(arr, pos, num);}/** * 二分查找，时间复杂度O(logn) *  * @param arr,待查找的数组 * @param low * @param high * @param num，待查找的数字 * @return 查找的数字所在的角标，或者 若不存在则返回-1 */private static int binarySearch(int[] arr, int low, int high, int num) {while (low <= high) {int middle = (low + high) / 2;if (arr[middle] < num) {low = middle + 1;} else if (arr[middle] > num) {high = middle - 1;} else {return middle;}}return -1;}}