力扣HOT100(36)二分查找-搜索插入位置

题目核心要求

给定一个无重复元素的升序数组和一个目标值:

  1. 如果目标值存在,返回它的索引
  2. 如果目标值不存在,返回它按顺序应该插入的位置
  3. 必须用 O (log n) 时间复杂度(也就是只能用二分)

这道题的精髓就是把两个要求合并成一个问题:

求:数组中第一个大于等于 target 的元素的下标

为什么?

  • 如果 target 存在:第一个大于等于 target 的元素就是 target 本身,返回它的索引
  • 如果 target 不存在:第一个大于等于 target 的元素的位置,就是 target 应该插入的位置
  • 如果 target 比所有数都大:没有大于等于 target 的元素,插入位置就是数组长度

这一步转化是这道题的核心,理解了这个,代码就水到渠成了。

和普通二分查找的区别

普通二分(找等于 target) 本题二分(找第一个 >=target)
找到直接返回 mid 找到不直接返回,继续往左找更左边的
没找到返回 - 1 没找到返回插入位置
不需要额外变量存结果 需要 ans 变量存最终结果
cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int searchInsert(vector<int>& nums, int target) {
        int n  = nums.size();
        int left = 0,right = n-1,ans = n;//如果target比所有的数都大 那么直接返回ans = n;
        while(left <= right){//当左小于等于右的时候
            int mid = ((right - left)/2) + left;//不写成right + left /2的形式 是因为避免left和right太大 导致栈溢出
            if(target <= nums[mid]){
                ans = mid;//缩小区域,如果下面还是都比target小 那么就返回mid
                right = mid - 1;//缩短到0到mid-1

            }
            else{
                left = mid +1 ;//如果target比中间值大 那么就把左边界右移
            }
            
        }
        return ans;
    }
};
  • 先留好最坏情况的退路 :把 ans 初始化为数组长度 n,提前处理「target 比所有数都大,插在最后」的情况
  • 不断缩小搜索范围 :
    • 如果 target <= nums[mid]:说明 mid 是一个可能的插入位置 ,先记下来;然后往左缩,看看有没有更靠前的位置
    • 如果 target > nums[mid]:说明 mid 左边肯定插不了,往右缩,去右边找
  • 循环结束,答案自然出来 :当区间空了(left > right),ans 里存的就是第一个大于等于 target 的位置,也就是最终的插入位置
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