public class MyArray
    {
        private int[] arr;//內部維護著一個數組
        private static Random r = new Random();//用它來生成數組的隨機元素
        //通過構造函數來確定內部數組的長度，并生成數組的隨機元素,并對數組元素排序
        public MyArray(int size)
        {
            arr = new int[size];
            for (int i = 0; i < size; i++)
            {
                arr[i] = r.Next(1, 100);
            }
            Array.Sort(arr);
        }
        //折半查找算法 返回查找元素的索引位置
        public int HalfSearch(int key)
        {
            int low = 0;//低點，初始值設置成最低點，即索引0
            int high = arr.Length - 1;//高點，初始值設置成最高點，即索引數組最后一個位置
            //如果數組元素個數是偶數，比如4個，索引2和3都是中間位置，用以下算法中間位置指向索引3
            //如果數組元素個數是奇數，比如3個，索引1是中間位置，用以下算法中間位置指向索引1
            int middle = (low + high + 1)/2;
            int location = -1;//找不到就返回-1
            //循環，找不到就一直查找
            do
            {
                //每次循環，把低點和高點位置的元素打印出來
                Console.WriteLine(PrintSectionElements(low, high));
                Console.WriteLine();
                //如果要查找元素是中間位置的元素，就返回中間位置這個索引
                if (key == arr[middle])
                {
                    location = middle;
                }
                else if (key < arr[middle]) //如果要查找元素小于中間位置元素，把中間位置前面的索引設為高點
                {
                    high = middle - 1;
                }
                else//如果要查找元素大于中間位置元素，把中間位置后面的索引設為低點
                {
                    low = middle + 1;
                }
                //如果代碼運行到此處，說明還沒有找到匹配元素，由于以上重新設置了低點或高點，所以這里也要重新設置中間位置
                middle = (low + high + 1)/2;
            } while ((low <= high) && (location == -1));
            return location;
        }
        //打印2個位置間的數組元素
        public string PrintSectionElements(int low, int high)
        {
            string temp = "";
            //對于2個位置間的元素打印出元素并跟上一個空格位置
            for (int i = low; i <= high; i++)
            {
                temp += arr[i] + " ";
            }
            return temp;
        }
        //重寫ToString方法，把數組所有的元素都打印出來
        public override string ToString()
        {
            return PrintSectionElements(0, arr.Length - 1);
        }
    }

    class Program
    {
        private static int key; //需查找元素
        private static int position;//匹配元素所在的位置
        static void Main(string[] args)
        {
            MyArray myArray = new MyArray(7);
            //把所有元素打印出來
            Console.WriteLine(myArray);
            Console.WriteLine("請輸入需要查找的元素或輸入-1退出 ");
            key = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine();
            while (key != -1)
            {
                //調用折半算法得出所需查找元素的位置
                position = myArray.HalfSearch(key);
                if (position == -1) //說明沒有找到需要匹配的元素
                {
                    Console.WriteLine("沒有找到元素{0}", key);
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("在{0}號位置查到元素{1}", position, key);
                }
                Console.WriteLine("請輸入需要查找的元素或輸入-1退出 ");
                key = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
                Console.WriteLine();
            }
        }
    }