Leetcode算法【34在排序数组中查找元素】
在之前ARTS打卡中,我每次都把算法、英文文档、技巧都写在一个文章里,这样对我的帮助是挺大的,但是可能给读者来说,一下子有这么多的输入,还是需要长时间的消化。
那我现在改变下方式,将每一个模块细分化,并且描述的更细致点,这样就能和大家更好地交流,更好地探讨具体的细节,也能让大家更好地消化所学的知识。
所以,后续的ARTS打卡,会尝试先将算法以及英文文档拆分开,11月,收获的季节,让我们继续前行,在秋天收获更多,学习更多。小编与你同行!
Algorithm LeetCode算法
在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
(https://leetcode-cn.com/problems/find-first-and-last-position-of-element-in-sorted-array/
)
题目描述:给定一个按照升序排列的整数数组 nums,和一个目标值 target。找出给定目标值在数组中的开始位置和结束位置。
你的算法时间复杂度必须是 O(log n) 级别。
如果数组中不存在目标值,返回 [-1, -1]。
示例1:
输入: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8 输出: [3,4]
示例2:
输入: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6 输出: [-1,-1]
解法一:线性扫描法
因为这是一个简单的一维数组,我们要在数组上进行查找,最笨的方法自然就是用常规的方法进行一个个遍历查找,在这里我们叫他线性扫描。
首先,我们对输入的数组nums
先从头到尾进行遍历,当遇到第一个目标数字target
时中止遍历,并记录下所在的位置。如果没有遇到数字,说明整个数组都不存在该目标,则直接返回一个找不到数字的结果即可,在这里就是 [-1,-1] 。
在找到第一个数字的前提下,我们从数组的尾部往前遍历,遇到第一个目标数字时,就是我们需要的第二个目标数字(因为最左边有一个已经存在了,所以必然存在一个最右边的数字不会产生找不到的情况)。
最后,我们输出结果即可。
/** * * @Title : * @Description: 线性扫描 * @param nums * @param target * @return * @return :int[] * @throws */ public static int[] searchRange1(int[] nums, int target) { int[] range = {-1,-1}; // 从头到尾遍历,先查找左边的元素 for (int i = 0; i < nums.length; i++) { if (nums[i] == target) { range[0] = i; break; } } // 如果左边的元素找到最后也没找到,那么说明数组里不存在此元素,直接返回找不到的结果[-1,-1] if (range[0] == -1) { return range; } // 从尾到头遍历,继续查找右边的元素 for (int j = nums.length - 1; j >= 0 ; j--) { if (nums[j] == target) { range[1] = j; break; } } return range; }
解法二:二分查找
为什么会想到用二分查找呢?因为给出的题目里描述了,我们传入的数组是已经排过序的,二分法能有效提高查找效率。
同样的也是需要进行类似线性查找的方式,只不过这次我们查找的次数不会很多。首先,为了找到最左边(或者最右边)包含 target
的下标(而不是找到的话就返回 true
),所以在我们找到一个 target
后不能马上停止。我们需要继续搜索,直到 lo == hi
且它们在某个 target
值处下标相同。
另一个改变是 left
参数的引入,它是一个 boolean
类型的变量,指示我们在遇到 target == nums[mid]
时应该做什么。如果 left
为 true
,那么我们递归查询左区间,否则递归右区间。考虑如果我们在下标为