「这是我参与2022首次更文挑战的第35天,活动详情查看:2022首次更文挑战」
1、题目
把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,我们称之为数组的旋转。
给你一个可能存在 重复 元素值的数组 numbers ,它原来是一个升序排列的数组,并按上述情形进行了一次旋转。请返回旋转数组的最小元素。例如,数组 [3,4,5,1,2] 为 [1,2,3,4,5] 的一次旋转,该数组的最小值为1。
示例 1:
输入:[3,4,5,1,2]
输出:1
示例 2:
输入:[2,2,2,0,1]
输出:0
2、思路
(二分)
为了便于分析,我们先将数组中的数画在二维坐标系中,横坐标表示数组下标,纵坐标表示数组数值,如下所示:
我们发现除了最后水平的一段(黄色水平那段)之外,其余部分满足二分性质:竖直虚线左边的数满足 nums[i]≥nums[0],而竖直虚线右边的数满足nums[i]< nums[0],分界点就是整个数组的最小值。
所以我们先将最后水平的一段删除,这样数组就具有了二分性,因此可以二分出最小值的位置。
为什么要删除最后水平的一段?
由于nums数组中可能存在 重复 元素值,比如nums = {2, 2, 0, 1, 2},如果我们不将最后水平的一段删除,那么如上图所示,那么竖直虚线左边的数满足 nums[i]≥nums[0],竖直虚线右边的数满足nums[i]<= nums[0],这样就不满足数组的二段性了。在二分遇到nums[0]这样的特殊值时,无法坚定的选择一边,而二分的条件就是数组满足二段性,即数组的某种性质在左半部分和右半部分严格互斥。
过程如下:
- 1、在
[l,r]区间中,l = 0,r = nums.size() - 1,我们去二分< num[0]的最左边界。 - 2、为了保证二分性,我们先将最后水平的一段删除。
- 3、当
nums[mid] < nums[0]时,往左边区域找,r = mid。。
-
4、当
nums[mid] >= nums[0]时,往右边区域找,l = mid + 1。
- 5、当
l == r,只剩下一个数时,就是最小值的位置,我们返回nums[r]。
细节:
- 当数组完全单调时,第一个数
nums[0]最小,我们直接返回即可。
时间复杂度分析: 二分查找,所以时间复杂度是 O(logn)。
3、c++代码
class Solution {
public:
int minArray(vector<int>& nums) {
int l = 0, r = nums.size() - 1;
while(l < r && nums[0] == nums[r] ) r--; //去除最后水平的一段
if(nums[r] >= nums[l]) return nums[0]; //数组单调,直接返回nums[0]
while(l < r){ //二分 < nums[0]的最左边界
int mid = l + r >> 1;
if(nums[mid] < nums[0]) r = mid;
else l = mid + 1;
}
return nums[r];
}
};
4、Java代码
class Solution {
public int minArray(int[] numbers) {
int i = 0, j = numbers.length - 1;
while (i < j) {
int m = (i + j) / 2;
if (numbers[m] > numbers[j]) i = m + 1;
else if (numbers[m] < numbers[j]) j = m;
else j--;
}
return numbers[i];
}
}