原题链接:leetcode34
for循环查找
java
class Solution {
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
int a=-1,b=-1;
for(int i=0;i<nums.length;i++){
if(nums[i]==target){
a=i;
break;
}
}
for(int j=nums.length-1;j>=0;j--){
if(nums[j]==target){
b=j;
break;
}
}
return new int[]{a,b};
}
}
- 初始化变量
- a和b分别用于存储目标值target在数组中的起始位置和结束位置。设为-1,如果目标值不存在于数组中,就返回[-1,-1]
- 查找位置
- 分别用两个for循环遍历查找起始和结束位置,找到后用变量记录位置并立即结束循环
- 时间复杂度O(n)
- 空间复杂度O(1)
二分查找法
java
class Solution {
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
int first = findFirst(nums, target);
if (first == -1) {
return new int[]{-1, -1}; // 如果没有找到目标值,直接返回 [-1, -1]
}
int last = findLast(nums, target);
return new int[]{first, last};
}
private int findFirst(int[] nums, int target) {
int left = 0, right = nums.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (nums[mid] > target) {
right = mid - 1;
} else {
if (mid == 0 || nums[mid - 1] != target) {
return mid; // 找到了第一个目标值
}
right = mid - 1;
}
}
return -1;
}
private int findLast(int[] nums, int target) {
int left = 0, right = nums.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (nums[mid] > target) {
right = mid - 1;
} else {
if (mid == nums.length - 1 || nums[mid + 1] != target) {
return mid; // 找到了最后一个目标值
}
left = mid + 1;
}
}
return -1;
}
}
代码结构
- 主方法
searchRange
:调用两个辅助方法findFirst
和findLast
来分别找到目标值的第一次出现和最后一次出现的位置。 - 辅助方法
findFirst
:用于找到目标值第一次出现的位置。 - 辅助方法
findLast
:用于找到目标值最后一次出现的位置。
主方法 searchRange
- 首先调用
findFirst
方法尝试找到目标值的起始位置。 - 如果
findFirst
返回-1
,说明目标值不在数组中,直接返回[-1, -1]
。 - 否则,调用
findLast
方法找到目标值的结束位置,并将起始和结束位置作为一个数组返回。
辅助方法 findFirst
- 初始化
left
和right
指针,分别指向数组的开始和结束。 - 使用一个循环来进行二分查找。每次迭代时,计算中间索引
mid
。 - 如果
nums[mid]
小于target
,说明目标值在右半部分,更新left
指针。 - 如果
nums[mid]
大于target
,说明目标值在左半部分,更新right
指针。 - 如果
nums[mid]
等于target
,检查是否是第一个目标值:- 如果
mid
是 0 或者nums[mid - 1]
不等于target
,说明找到了第一个目标值,返回mid
。 - 否则,继续在左半部分查找,更新
right
指针。
- 如果
- 如果循环结束后没有找到目标值,返回
-1
。
辅助方法 findLast
- 这个方法与
findFirst
类似,但它是用来找到目标值的最后一次出现的位置。 - 当
nums[mid]
等于target
时,检查是否是最后一个目标值:- 如果
mid
是数组的最后一个元素或者nums[mid + 1]
不等于target
,说明找到了最后一个目标值,返回mid
。 - 否则,继续在右半部分查找,更新
left
指针。
- 如果
总结
通过这两个辅助方法,我们可以在 O(log n) 时间复杂度内找到目标值的起始和结束位置。这种方法比线性搜索更高效,特别是在处理大规模数据集时。