代码随想录：二分查找相关题目推荐（35、34）

35.搜索插入位置

题目

给定一个排序数组和一个目标值，在数组中找到目标值，并返回其索引。如果目标值不存在于数组中，返回它将会被按顺序插入的位置。

请必须使用时间复杂度为 O(log n) 的算法。

示例 1:

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输入: nums = [1,3,5,6], target = 5
输出: 2

示例 2:

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输入: nums = [1,3,5,6], target = 2
输出: 1

示例 3:

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输入: nums = [1,3,5,6], target = 7
输出:

代码（暴力遍历）

java 复制代码

class Solution {
    public int searchInsert(int[] nums, int target) {
        for(int i = 0; i < nums.length; i++){
            if(nums[i] >= target){
                return i;  //在数组最前面or直接找到or在某个数后面插入
            }
        }
        return nums.length;  //target最大，插入数组后面
    }
}

代码（二分查找标准版）

java 复制代码

class Solution {
    public int searchInsert(int[] nums, int target) {
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        int mid;
        while(left <= right){
            mid = left + (right - left)/2;
            if(target < nums[mid]){
                right = mid - 1;
            }
            else if(target > nums[mid]){
                left = mid + 1;
            }
            else{
                return mid;
            }
        }
        return right + 1;  //right指向待插入元素的前一个索引位置
    }
}

代码（二分查找自己写的）

java 复制代码

class Solution {
    public int searchInsert(int[] nums, int target) {
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        int mid;
        int index = -1;  //返回结果，必须要初始化，-1可以改成别的数

        while(left <= right){
            //特殊情况1：target在最前面插入
            if(target < nums[left]){
                index = left;  //插在最小值left位置
                break;
            }
            //特殊情况2：target在最后面插入
            if(target > nums[right]){
                index = right + 1;  //插在最大值right后面位置，不要忘+1
                break;
            }
            //二分查找逻辑
            mid = left + (right - left) / 2;
            if(target < nums[mid]){
                right = mid - 1;
            }
            else if(target > nums[mid]){
                left = mid + 1;
            }
            else{
                index = mid;  //找到了查找元素
                break;
            }
        }
        return index;
    }
}

34.在排序数组中查找元素的第一个位置和最后一个位置

题目

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：

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输入：nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8
输出：[3,4]

示例 2：

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输入：nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6
输出：[-1,-1]

示例 3：

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输入：nums = [], target = 0
输出：[-1,-1]

代码（两个二分查找，自己写的更容易理解）

java 复制代码

class Solution {
    public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        int start = getleft(nums,target);
        int end = getright(nums,target);
        //target不存在
        if(start == -1 || end == -1){
            return new int[]{-1,-1};
        }
        //target存在
        return new int[]{start,end};  
        
    }
    //返回值start是开始边界
    public int getleft(int[] nums,int target){
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        int mid;
        int start = -1; //左边界，如果不存在，返回-1
        while(left <= right){
            mid = left + (right - left) / 2;
            //到右区间找
            if(target > nums[mid]){
                left = mid + 1;
            }
            //到左区间找
            else if(target < nums[mid]){
                right = mid -1;
            }
            //找到了目标值
            else{
                start = mid;  //start指向当前找到的mid
                //因为找开始边界，mid前面可能还有相同的target，所有right要往左走
                right = mid -1; //right要往左区间继续找，保证找到第一个target
            }
        }
        return start;  //如果没找到target，start没有被修改还是-1
    }
    //返回值end是结束边界
    public int getright(int[] nums,int target){
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        int mid;
        int end = -1; //右边界
        while(left <= right){
            mid = left + (right - left) / 2;
            if(target < nums[mid]){
                right = mid - 1;
            }
            else if(target > nums[mid]){
                left = mid + 1;
            }
            else{
                end = mid; //end指向当前找到的mid
                //因为找结束边界，mid后面可能还有相同的target，所有left要往右走
                left = mid + 1; //left要往右区间继续找，保证找到最后一个target
            }
        }
        return end; //如果没找到target，end没有被修改还是-1
    }
}

代码（两个二分查找，别人写的）

java 复制代码

class Solution {
    public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        int start = getleft(nums,target);
        int end = getright(nums,target);
        //target在数组的最前面和最后面
        if(start == -2 || end == -2){
            return new int[]{-1,-1};
        }
        //有target这个数，长度大于1，返回找到的区间
        if(end - start > 1){
            return new int[]{start+1,end-1};
        }
        //target在数组区间内，但找不到，长度小于等于1
        else{
            return new int[]{-1,-1};
        }
        
    }
    public int getleft(int[] nums,int target){
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        int mid;
        int start = -2; //左边界
        while(left <= right){
            mid = left + (right - left) / 2;
            if(target > nums[mid]){
                left = mid + 1;
            }
            else if(target <= nums[mid]){
                right = mid -1;
                start = right;
            }
        }
        return start;
    }
    public int getright(int[] nums,int target){
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        int mid;
        int end = -2; //右边界
        while(left <= right){
            mid = left + (right - left) / 2;
            if(target < nums[mid]){
                right = mid - 1;
            }
            else if(target >= nums[mid]){
                left = mid + 1;
                end = left;
            }
        }
        return end;
    }
}