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题目:LeetCode
给定一个 n 个元素有序的(升序)整型数组 nums 和一个目标值 target ,写一个函数搜索 nums 中的 target,如果目标值存在返回下标,否则返回 -1。
示例 1:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9
输出: 4
解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4
示例 2:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2
输出: -1
解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1
提示:
- 你可以假设
nums中的所有元素是不重复的。 n将在[1, 10000]之间。nums的每个元素都将在[-9999, 9999]之间。
解题思路
题目中给出信息:有序的整型数组,提示中又给出信息:数组中无重复元素。这两点信息其实已经简单化非常多了,说明用二分查找返回的元素是唯一的。
使用二分法查找目标元素,逻辑处理较为简单,前提是确定好边界条件。是while(left < right) 还是 while(left <= right) 亦或是 right = middle呢?
在二分法算法中,区间的定义一般有两种,左闭右闭即[left, right],或者是左闭右开即[left, right)
本题这里就用左闭右闭的区间,即:[left, right]。这种方式:目标target是处于[left, right],那么有两点是确认的:
- while (left <= right) 区间左右临界值比较条件需要使用 <=
- if (nums[middle] > target) 如果中间值是大于目标值,那么右边临界值 right 要赋值为 middle - 1,因为当前这个nums[middle]一定不等于target
这两点确认好后,逻辑处理就很清晰了。
代码实现
public int search(int[] nums, int target) {
if (target < nums[0] || target > nums[nums.length - 1]) {
return -1; // 目标值比首元素小或者比末元素大,这两种情况都不符合
}
int left = 0, right = nums.length - 1; // 确定区间首末元素下标
while (left <= right) {
int mid = left + ((right - left) >> 1);
if (nums[mid] == target) // 中间元素正好是目标值,那就直接得到结果
return mid;
else if (nums[mid] < target)
left = mid + 1; // 更新左边区间界限
else if (nums[mid] > target)
right = mid - 1; // 更新右边区间界限
}
return -1; // 都不满足的情况 返回 -1
}
二分法查找可以说是初学算法时必会知识点, 二分法是非常重要的基础算法。最主要就是确定好区间边界,定好了界限,再来分情况逐次获取中间值做相关对比。本题难度不大,甚至可以说较为简单!
运行结果
复杂度分析
- 时间复杂度:
- 空间复杂度:O(1)
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