《剑指offer》第十一题（旋转数组的最小数字）

// 面试题：旋转数组的最小数字
// 题目：把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾，我们称之为数组的旋转。
// 输入一个递增排序的数组的一个旋转，输出旋转数组的最小元素。例如数组
// {3, 4, 5, 1, 2}为{1, 2, 3, 4, 5}的一个旋转，该数组的最小值为1。

#include <iostream>
using namespace std;

int MinInOrder(int* numbers, int index1, int index2)//顺序查找
{
    int result = numbers[index1];//将第一个值作为初始化值
    for (int i = index1 + 1; i <= index2; ++i)
    {
        if (result > numbers[i])
            result = numbers[i];//遍历全部找到最小值
    }

    return result;
}

int Min(int* numbers, int length)
{
    if (numbers == NULL || length <= 0)
        throw exception("Invalid parameters");

    int index1 = 0;
    int index2 = length - 1;
    int indexMid;

    if (numbers[index1] < numbers[index2])//应对旋转数组中，搬移为0个（无搬移）的情况（情况一）
        return numbers[index1];

    while (index2 - index1 != 1)// 如果index1和index2指向相邻的两个数，则index1指向第一个递增子数组的最后一个数字，index2指向第二个子数组的第一个数字，也就是数组中的最小数字
    {                            
        // 如果下标为index1、index2和indexMid指向的三个数字相等，则只能顺序查找（情况二）
        indexMid = (index1 + index2) / 2;
        if (numbers[index1] == numbers[index2] && numbers[indexMid] == numbers[index1])
            return MinInOrder(numbers, index1, index2);

        // 缩小查找范围
        if (numbers[indexMid] >= numbers[index1])//如果中间值大于index1，index1就右移
            index1 = indexMid;
        else if (numbers[indexMid] <= numbers[index2])//如果中间值小于index2，index2就左移
            index2 = indexMid;
    }

    return numbers[index2]; //在上述两个情况不发生下，一切正常（情况三）
}

// ====================测试代码====================
void Test(int* numbers, int length, int expected)
{
    int result = 0;
    try
    {
        result = Min(numbers, length);

        for (int i = 0; i < length; ++i)
            cout << numbers[i] << "\t";

        if (result == expected)
            cout << "\npassed.\n";
        else
            cout << "\nfailed.\n";
    }
    catch (...)
    {
        if (numbers == NULL)
            printf("Test passed.\n");
        else
            printf("Test failed.\n");
    }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    // 典型输入，单调升序的数组的一个旋转
    int array1[] = { 3, 4, 5, 1, 2 };
    Test(array1, sizeof(array1) / sizeof(int), 1);

    // 有重复数字，并且重复的数字刚好的最小的数字
    int array2[] = { 3, 4, 5, 1, 1, 2 };
    Test(array2, sizeof(array2) / sizeof(int), 1);

    // 有重复数字，但重复的数字不是第一个数字和最后一个数字
    int array3[] = { 3, 4, 5, 1, 2, 2 };
    Test(array3, sizeof(array3) / sizeof(int), 1);

    // 有重复的数字，并且重复的数字刚好是第一个数字和最后一个数字
    int array4[] = { 1, 0, 1, 1, 1 };
    Test(array4, sizeof(array4) / sizeof(int), 0);

    // 单调升序数组，旋转0个元素，也就是单调升序数组本身
    int array5[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    Test(array5, sizeof(array5) / sizeof(int), 1);

    // 数组中只有一个数字
    int array6[] = { 2 };
    Test(array6, sizeof(array6) / sizeof(int), 2);

    // 输入NULL
    Test(NULL, 0, 0);

    system("pause");
}