简介
题目链接:https://leetcode.cn/problems/find-first-and-last-position-of-element-in-sorted-array/description/
解决方式:数组 + 二分查找
这是作者学习众多大神的思路进行解题的步骤,很推荐大家解题的时候去看看题解里面大佬们的思路、想法!
二分查找
思路:这题是704二分查找题目的进一步,涉及到左右边界问题。在二分查找的基础上找到目标元素不返回,而是进一步收缩区间范围,找到左右边界。这题做了个转换,并不是找到左边界之后修改算法直接找右边界,而是将目标元素 + 1,复用查找左边界的二分算法,找比目标元素大一点元素的左边界,找到后该左边界 - 1 就是目标元素的右边界了。
具体可参考labuladong(704)、灵茶山艾府大佬关于二分查找一系列的详细题解!
java
class Solution {
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
// 边界处理
if(nums.length == 0){
return new int[]{-1, -1};
}
// 二分查找
int first = left(nums, target);
// 有几种情况
// 一种目标元素比所有元素都大,left == nums.length
// 一种目标元素在数组范围中,但不存在目标元素,nums[first] != target
if(first == nums.length || nums[first] != target){
return new int[]{-1, -1};
}
// 复用二分查找,使 target + 1,寻找比目标元素大一点的元素的左边界,其 -1 即目标元素的右边界
int second = left(nums, target + 1) - 1;
// 进行到这一步必定找的到,所以直接返回结果
return new int[]{first, second};
}
// 二分函数
private int left(int[] nums, int target){
int left = 0;
int right = nums.length - 1;
int mid = 0;
// 左右闭合区间
while(left <= right){
mid = left + (right - left) / 2;
if(nums[mid] < target){
// 目标在右侧
left = mid + 1;
}else if(nums[mid] > target){
// 目标在左侧
right = mid - 1;
}else{
// 正中目标,找左边界
right = mid - 1;
}
}
// 返回左边界
return left;
}
}
优化
思路:上面复用二分查找的时候直接传递了整个数组,其实不用,因为比目标元素大一的元素一定在右侧,所以我们只需要查询右侧的数组元素就好。
java
class Solution {
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
// 边界处理
if(nums.length == 0){
return new int[]{-1, -1};
}
// 二分查找
int first = left(nums, target, 0, nums.length - 1);
// 有几种情况
// 一种目标元素比所有元素都大,left == nums.length
// 一种目标元素在数组范围中,但不存在目标元素,nums[first] != target
if(first == nums.length || nums[first] != target){
return new int[]{-1, -1};
}
// 复用二分查找,使 target + 1,寻找比目标元素大一点的元素的左边界,其 -1 即目标元素的右边界
// 优化,缩小数组范围
int second = left(nums, target + 1, first + 1, nums.length - 1) - 1;
// 进行到这一步必定找的到,所以直接返回结果
return new int[]{first, second};
}
// 二分函数
private int left(int[] nums, int target, int leftBound, int rightBound){
int left = leftBound;
int right = rightBound;
int mid = 0;
// 左右闭合区间
while(left <= right){
mid = left + (right - left) / 2;
if(nums[mid] < target){
// 目标在右侧
left = mid + 1;
}else if(nums[mid] > target){
// 目标在左侧
right = mid - 1;
}else{
// 正中目标,找左边界
right = mid - 1;
}
}
// 返回左边界
return left;
}
}