LeetCode热题100--34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置--中等

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:

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]

题解

java 复制代码
class Solution {
    public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        int start = lowerBound(nums, target);
        if (start == nums.length || nums[start] != target) {
            return new int[]{-1, -1}; // nums 中没有 target
        }
        // 如果 start 存在,那么 end 必定存在
        int end = lowerBound(nums, target + 1) - 1;
        return new int[]{start, end};
    }

    // lowerBound 返回最小的满足 nums[i] >= target 的下标 i
    // 如果数组为空,或者所有数都 < target,则返回 nums.length
    // 要求 nums 是非递减的,即 nums[i] <= nums[i + 1]
    private int lowerBound(int[] nums, int target) {
        int left = -1;
        int right = nums.length; // 开区间 (left, right)
        while (left + 1 < right) { // 区间不为空
            // 循环不变量:
            // nums[left] < target
            // nums[right] >= target
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] >= target) {
                right = mid; // 范围缩小到 (left, mid)
            } else {
                left = mid; // 范围缩小到 (mid, right)
            }
        }
        // 循环结束后 left+1 = right
        // 此时 nums[left] < target 而 nums[right] >= target
        // 所以 right 就是第一个 >= target 的元素下标
        return right;
    }
}

解析

出自:【视频讲解】二分查找总是写不对?三种写法,一个视频讲透!(Python/Java/C++/C/Go/JS)

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