二分查找問題(BinarySearch, Floor, Ceil)

//尋找val出現的位置，不存在時返回-1（數組不存在重複元素）
int binarySearch(vector<int> arr, int val) {
    int l = 0, r = arr.size() - 1;

    while (l <= r) {
        int mid = (l+r)/2;
        if (arr[mid] == val) {
            return mid;
        }
        else if(arr[mid] < val) {
            l = mid + 1;
        }
        else {
            r = mid - 1;
        }
    }
    return -1;
}

//如果存在val,返回val所在位置的索引（最左邊），否則返回小於val的元素最大索引
int floor(vector<int> arr, int val) {
    int n = arr.size();
    int l = 0, r = n - 1;
    while (l < r) {
        int mid = l + (r - l + 1) / 2;
        if (arr[mid] >= val) {
            r = mid - 1;
        }
        else {
            l = mid;
        }
    }

    if (l + 1 < n && arr[l + 1] == val) {
        return l + 1;
    }
    return l;
}


//如果存在val,返回val所在位置的索引(最右邊)，否則返回大於val的元素最小索引
int ceil(vector<int> arr, int val) {
    int n = arr.size();
    int l = 0, r = n - 1;
    while (l < r) {
        int mid = l + (r - l) / 2;
        if (arr[mid] <= val) {
            l = mid + 1;
        }
        else {
            r = mid;
        }
    }

    if (l - 1 > 0 && arr[l - 1] == val) {
        return l - 1;
    }
    return l;
}