写出下面问题的C代码:设a[0:n-1]是一个已排好序的数组。请改写二分搜索算法，使得当搜索元素x不在数组中时，返回小于x的最大元素的位置i和大于x的最小元素位置j。当搜索元素在数组中时，i和j相同，均为x在数组中的位置。并对自己的程序进行复杂性分析。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义二分查找函数，返回索引i和j
int* binary_search(int arr[], int n, int target) {
    int low = 0, high = n - 1;
    int *result = (int*)malloc(sizeof(int) * 2); // 分配空间存储i和j

    if (arr[low] > target || arr[high] < target) { // 如果目标不存在于数组
        result[0] = low; // 小于target的最大元素下标
        result[1] = high; // 大于target的最小元素下标
    } else {
        int mid;
        while (low <= high) {
            mid = (low + high) / 2;

            if (arr[mid] == target) {
                result[0] = result[1] = mid; // x存在，直接返回其下标
                break;
            } else if (arr[mid] < target) {
                low = mid + 1;
                result[0] = mid;
            } else {
                high = mid - 1;
                result[1] = mid;
            }
        }
    }

    return result;
}

// 示例数组和值
int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int target = 5;

    int *indices = binary_search(arr, n, target);
    if (indices != NULL) {
        printf("小于 %d 的最大元素在下标 %d, 大于 %d 的最小元素在下标 %d.\n",
               target, indices[0], target, indices[1]);
        free(indices); // 注意释放内存
    }

    return 0;
}

复杂性分析：
- 时间复杂度：平均情况和最坏情况都是 O(log n)，因为每次迭代我们都会将搜索范围减半。
- 空间复杂度：O(1)，除了输入数组本身，我们只额外分配了两个整数用于存储结果。