木又同学2020年第19篇解题报告
leetcode第34题: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】
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]
【思路】
本题应用二分查找,可以拆分为两个子问题:找到第一个等于target的元素,找到最后一个等于target的元素。
我们以前分享过,二分查找的通用代码:
i, j = 0, len(nums) - 1
while i <= j:
mid = (i + j) // 2
if nums[mid] > target:
j = mid - 1
elif:
i = mid + 1
# 循环结束后,得到的结果是:nums[j] <= target < nums[i]
# 解释:只要nums[mid]大于target,j就前移,因此最终nums[j]肯定小于等于target;同理,nums[i]大于target。
# 可以发现,最重要的是nums[mid] > target这个式子中的运算符
# 当nums[mid] > target,最终结果nums[j] <= target < nums[i]
# 当nums[mid] >= target,最终结果nums[j] < target <= nums[i]
找到第一个等于target的元素,那么使用nums[mid] >= target,返回i下标
找到最后一个等于target的元素,那么使用nums[mid] > target,返回j下标
有一个需要注意的是,需要判断数组中是否有target存在。
【代码】
python版本
class Solution(object):
def searchRange(self, nums, target):
"""
:type nums: List[int]
:type target: int
:rtype: List[int]
"""
if len(nums) < 1:
return [-1, -1]
l, r = 0, len(nums) - 1
while l <= r:
# 第一个元素,nums[r] < target <= nums[l]
mid = (l + r) / 2
if nums[mid] >= target:
r = mid - 1
else:
l = mid + 1
# 特殊情况,元素不存在
if l < 0 or l >= len(nums) or nums[l] != target:
return [-1, -1]
res = []
res.append(l)
r = len(nums) - 1
while l <= r:
# 最后一个元素,nums[r] <= target < nums[l]
mid = (l + r) / 2
if nums[mid] > target:
r = mid - 1
else:
l = mid + 1
res.append(r)
return res