GetCountOfK.java

/*
 * 统计一个数字在排序数组中出现的次数。
 * */
public class GetCountOfK {
    public int getNumberOfK(int[] array, int k) {
        if (array == null || array.length == 0) return 0;
        //使用二分查找思想，分别查找数字第一次和最后一次出现的位置
        int firstK = getFirstK(array, k, 0, array.length - 1);
        int lastK = getLastK(array, k, 0, array.length - 1);
        if (firstK != -1 && lastK != -1) return lastK - firstK + 1;  //返回重复出现次数
        return 0;  //未找到则返回0
    }

    private int getFirstK(int[] array, int k, int start, int end) {
        if (start > end) return -1;
        int mid = (start + end) >> 1;  //在二进制中按位右移一位相当于除以2
        if (array[mid] > k) {
            return getFirstK(array, k, start, mid - 1);
        } else if (array[mid] < k) {
            return getFirstK(array, k, mid + 1, end);
        } else if (mid - 1 >= 0 && array[mid - 1] == k) {  //如果找到的中点的前一个元素也是该重复元素，说明可能前面还有几个重复元素，则以中点前一位为下一轮终点再查找一次
            return getFirstK(array, k, start, mid - 1);
        } else {
            return mid;  //最终找到的中点即该元素第一次出现的地方
        }
    }

    private int getLastK(int[] array, int k, int start, int end) {
        int mid = (start + end) >> 1;  //在二进制中按位右移一位相当于除以2，在循环外创建变量可避免每次循环都创建一个mid变量，浪费内存
        while (start <= end) {
            if (array[mid] > k) {
                end = mid - 1;
            } else if (array[mid] < k) {
                start = mid + 1;
            } else if (mid + 1 < array.length && array[mid + 1] == k) {  //如果找到的中点的后一个元素也是该重复元素，说明可能后面还有几个重复元素，则以中点后一位为下一轮起点再查找一次
                start = mid + 1;
            } else {
                return mid;  //最终找到的中点即该元素最后一次出现的地方
            }
            mid = (start + end) >> 1;  //每一轮二分查找结束后查找起点或终点都会变化，所以需要更新中点
        }
        return -1;  //若没找到最后出现的位置则返回-1
    }
}