[leetcode] 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

文章目录

  • 题目描述
  • 解题方法
    • 二分查找
      • java代码
      • 复杂度分析
  • 相似题目

题目描述

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]

提示:

  • 0 <= nums.length <= 105
  • -109 <= nums[i] <= 109
  • nums 是一个非递减数组
  • -109 <= target <= 109

解题方法

二分查找

这道题还是用二分查找,不过需要二分两次,一次找target左边界,一次找target右边界。

lr是数组的左边界和右边界,mid = (l + r) / 2

  • 当找target左边界时,如果target == nums[mid],则需要往左半边继续二分。
  • 当找target右边界时,如果target == nums[mid],则需要往右半边继续二分。

java代码

public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
    if (nums == null || nums.length == 0) {
        return new int[]{-1, -1};
    }
    int left = binarySearchLeft(nums, target);
    int right = binarySearchRight(nums, target);
    return new int[]{left, right};
}

public int binarySearchLeft(int[] nums, int target) {
    int l = 0, r = nums.length;
    while (l < r) {
        int mid = (l + r) / 2;
        if (nums[mid] >= target) {
            r = mid;
        } else {
            l = mid + 1;
        }
    }
    int left = (r == nums.length || nums[r] != target) ? -1 : r;
    return left;
}

public int binarySearchRight(int[] nums, int target) {
    int l = 0, r = nums.length;
    while (l < r) {
        int mid = (l + r) / 2;
        if (nums[mid] <= target) {
            l = mid + 1;
        } else {
            r = mid;
        }
    }
    int right = (r != 0 && nums[r - 1] != target) ? -1 : r - 1;
    return right;
}

复杂度分析

时间复杂度: O ( l o g N ) O(logN) O(logN) N N N为数组长度,需要两次二分查找。
空间复杂度: O ( 1 ) O(1) O(1),只有常数级别的变量存储。

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