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    /0704 - Binary Search
    0704 - Binary Search
    0704 - Binary Search
    0704 - Binary Search

    0704 - Binary Search

    Difficulty
    Easy
    Language
    Python
    URL
    https://leetcode.com/problems/binary-search/

    Solution 1 - Iterative Binary Search

    Given a sorted array of integers and a target value, search for the target using binary search. Return its index if found, otherwise return -1. We maintain two pointers (left and right) and repeatedly check the middle element, narrowing the search space by half each iteration.

    TimeComplexity:O(log⁡n)TimeComplexity: O(\log n)TimeComplexity:O(logn)
    SpaceComplexity:O(1)SpaceComplexity: O(1)SpaceComplexity:O(1)

    Solution 2 - Recursive Binary Search

    Same approach but implemented recursively. A helper function takes the current search bounds and calls itself with a narrowed range until the target is found or the search space is exhausted.

    TimeComplexity:O(log⁡n)TimeComplexity: O(\log n)TimeComplexity:O(logn)
    SpaceComplexity:O(log⁡n)SpaceComplexity: O(\log n)SpaceComplexity:O(logn)
    """ 0704.1 - Solution 1 - Iterative Binary Search """

#####################################################################################
# Imports
#####################################################################################
from typing import List

#####################################################################################
# Classes
#####################################################################################
class Solution:
    """Solution Class"""

    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        """Binary Search Function"""
        left, right = 0, len(nums) - 1

        while left <= right:
            mid = (left + right) // 2

            if nums[mid] == target:
                return mid
            elif nums[mid] < target:
                left = mid + 1
            else:
                right = mid - 1

        return -1


#####################################################################################
# Functions
#####################################################################################
def testcase():
    """Test Function"""
    print(Solution().search([-1, 0, 3, 5, 9, 12], 9))   # Expected: 4
    print(Solution().search([-1, 0, 3, 5, 9, 12], 2))    # Expected: -1
    print(Solution().search([5], 5))                       # Expected: 0


#####################################################################################
# Main
#####################################################################################
if __name__ == "__main__":
    testcase()

    """ 0704.2 - Solution 2 - Recursive Binary Search """

#####################################################################################
# Imports
#####################################################################################
from typing import List

#####################################################################################
# Classes
#####################################################################################
class Solution:
    """Solution Class"""

    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        """Binary Search Function"""
        return self._binary_search(nums, target, 0, len(nums) - 1)

    def _binary_search(self, nums: List[int], target: int, left: int, right: int) -> int:
        """Recursive Helper"""
        if left > right:
            return -1

        mid = (left + right) // 2

        if nums[mid] == target:
            return mid
        elif nums[mid] < target:
            return self._binary_search(nums, target, mid + 1, right)
        else:
            return self._binary_search(nums, target, left, mid - 1)


#####################################################################################
# Functions
#####################################################################################
def testcase():
    """Test Function"""
    print(Solution().search([-1, 0, 3, 5, 9, 12], 9))   # Expected: 4
    print(Solution().search([-1, 0, 3, 5, 9, 12], 2))    # Expected: -1
    print(Solution().search([5], 5))                       # Expected: 0


#####################################################################################
# Main
#####################################################################################
if __name__ == "__main__":
    testcase()