34.在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置（力扣LeetCode）

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• 34.在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
• • 题目描述
  • 二分

34.在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

题目描述

给你一个按照非递减顺序排列的整数数组 nums，和一个目标值 target。请你找出给定目标值在数组中的开始位置和结束位置。

如果数组中不存在目标值 target，返回 -1, -1。

你必须设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。

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

示例 3：

输入：nums = \[\], target = 0

输出：-1,-1

提示：

• 0 <= nums.length <= 10⁵
• -10⁹ <= numsi <= 10⁹
• nums 是一个非递减数组
• -10⁹ <= target <= 10⁹

二分

  这里有个坑，一个数组和vertor的坑，因为我平时习惯用数组，不会在意二分查找如果找不到的一个边界问题（数组开全局变量，初始化为零，并且我数组会开的很大，不会越界），但使用vector时一旦找不到会存在vector的访问越界

• 以前使用数组时直接if(b[l] == a) return l;：

int find1(int a)
{
    int l = 0, r = n - 1;
    while(l < r)
    {
        int mid = l + r >> 1;
        if(b[mid] >= a) r = mid;
        else l = mid + 1;
    }
    if(b[l] == a) return l;
    return -1;
}

• 现在使用vector需要判断是否越界if (r < 0) return -1;：

int find1(vector<int>& nums, int n)
    {
        int l=0,r=nums.size()-1;
        while(l<r)
        {
            int mid=l+r>>1;
            if(nums[mid]>=n) r=mid;
            else             l=mid+1;
        }
        if (r < 0) return -1;
        if (nums[r] == n) return r;
        return -1;
    }

// 定义解决问题的类 Solution
class Solution {
public:
    // 主函数，用来查找目标值的开始和结束位置
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        // 初始化结果数组为 [-1, -1]，表示目标值的开始和结束位置
        vector<int> num(2, -1);
        // 首先查找目标值的开始位置
        num[0] = find1(nums, target);
        // 如果开始位置为 -1，说明数组中没有目标值，直接返回 [-1, -1]
        if(num[0] == -1) return num;
        // 否则，查找目标值的结束位置
        else num[1] = find2(nums, target);
        // 返回包含开始和结束位置的数组
        return num;
    }

private:
    // 辅助函数 find1，用于查找目标值的开始位置
    int find1(vector<int>& nums, int n) {
        // 初始化二分查找的左右边界
        int l = 0, r = nums.size() - 1;
        while(l < r) {
            // 查找左中位数，因为我们在查找开始位置
            int mid = (l + r) >> 1;
            // 如果中间值大于等于目标值 n，我们将右边界移动到 mid
            if(nums[mid] >= n) r = mid;
            // 否则，将左边界移动到 mid + 1
            else l = mid + 1;
        }
        // 检查边界条件，确保 r 没有越界
        // 查找左边界时，r会一直逼近左边界，如果找不到r<0
        if (r < 0) return -1;
        // 如果 nums[r] 等于目标值 n，则 r 是开始位置
        if (nums[r] == n) return r;
        // 否则，说明数组中没有目标值，返回 -1
        return -1;
    }

    // 辅助函数 find2，用于查找目标值的结束位置
    int find2(vector<int>& nums, int n) {
        // 初始化二分查找的左右边界
        int l = 0, r = nums.size() - 1;
        while(l < r) {
            // 查找右中位数，因为我们在查找结束位置
            int mid = (l + r + 1) >> 1;
            // 如果中间值小于等于目标值 n，我们将左边界移动到 mid
            if(nums[mid] <= n) l = mid;
            // 否则，将右边界移动到 mid - 1
            else r = mid - 1;
        }
        // 检查边界条件，确保 l 没有越界
        // 查找右边界时，l会一直逼近右边界，如果找不到l>nums.size()-1(l >= nums.size())
        if (l >= nums.size()) return -1;
        // 如果 nums[l] 等于目标值 n，则 l 是结束位置
        if (nums[l] == n) return l;
        // 否则，说明数组中没有目标值，返回 -1
        return -1;
    }
};