力扣刷题笔记【二分查找】→ 153. 寻找旋转排序数组中的最小值

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题目

已知一个长度为 n 的数组,预先按照升序排列,经由 1 到 n 次 旋转 后,得到输入数组。例如,原数组 nums = [0,1,2,4,5,6,7] 在变化后可能得到:

  • 若旋转 4 次,则可以得到 [4,5,6,7,0,1,2]
  • 若旋转 7 次,则可以得到 [0,1,2,4,5,6,7]

注意,数组 [a[0], a[1], a[2], ..., a[n-1]] 旋转一次 的结果为数组 [a[n-1], a[0], a[1], a[2], ..., a[n-2]] 。

给你一个元素值 互不相同 的数组 nums ,它原来是一个升序排列的数组,并按上述情形进行了多次旋转。请你找出并返回数组中的 最小元素 。

示例

输入: nums = [3,4,5,1,2]
输出: 1
解释: 原数组为 [1,2,3,4,5] ,旋转 3 次得到输入数组。
输入: nums = [4,5,6,7,0,1,2]
输出: 0
解释: 原数组为 [0,1,2,4,5,6,7] ,旋转 4 次得到输入数组。
输入: nums = [11,13,15,17]
输出: 11
解释: 原数组为 [11,13,15,17] ,旋转 4 次得到输入数组。

提示

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 5000
  • -5000 <= nums[i] <= 5000
  • nums 中的所有整数 互不相同
  • nums 原来是一个升序排序的数组,并进行了 1n 次旋转

解题思路

遍历

对于该题的旋转,我们可以理解为从数组到尾部取出一个元素,重新将其插入到头部。所以我们可以直接从头开始往后搜索,直至找到第一位比前面元素小到元素即可。

class Solution {
    public int findMin(int[] nums) {
        for(int i = 1; i < nums.length; ++i){
            // 寻找比前面元素小到元素
            if(nums[i] < nums[i - 1]){
                // 返回结果
                return nums[i];
            }
        }
        // 如果没有找到,则表示首位元素为最小值
        return nums[0];
    }
}

 复杂度分析

  •   时间复杂度:O(N)O(N)
  •   空间复杂度:O(1)O(1)

二分查找

对于一遍遍历,时间复杂度是O(N)O(N),我们可以采用二分查找发来对其进行优化,使其时间复杂度降到O(logN)O(logN)

对于旋转数组,采用二分查找会有以下几种情况:

  1. left <= mid <= right, 例如:[1,2,3], [1]
  2. left < mid and mid > right, 例如:[3,4,5,1,2]
  3. left > mid and mid < right, 例如:[3,1,2]

先把有可能遇到到情况列出来,在做出对应到处理即可。

class Solution {
    public int findMin(int[] nums) {
        // 定义两个指针分别指向两边边界
        int left = 0, right = nums.length - 1;
        
        // 终止条件
        while(left <= right){
            // 当左边元素小于右边元素时,左边元素为最小值
            if(nums[left] <= nums[right]){
                return nums[left];
            }
            
            // 获取中间节点
            int mid = left + (right - left) / 2;
            // 当中间元素大于最右边的元素,表示最小值在右边区域,左边指针需要右移
            if(nums[mid] > nums[right]){
                left = mid + 1;
            }else{
                // 其余情况右边指针左移
                right = mid;
            }
        }
        // 返回结果
        return nums[left];
    }
}

 复杂度分析

  •   时间复杂度:O(logN)O(logN)
  •   空间复杂度:O(1)O(1)

最后

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题目出处: leetcode-cn.com/problems/fi…