【12.在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置】

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题目

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]

题解

方式一:二分

复杂度:O(logn)

// 找到一个下标,向两边扩展
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
    int l = 0; 
    int r = nums.length - 1;
    int[] ans = new int[]{-1, -1};
    while (l <= r) {
        int mid = l + (r - l) / 2;
        if (nums[mid] == target) {
            // 向两边扩展
            int tem = mid;
            while (mid >= 0 && nums[mid] == target) {
                mid--;
            }
            ans[0] = mid + 1;
            while (tem < nums.length && nums[tem] == target) {
                tem++;
            }
            ans[1] = tem - 1;
            break;
        } else if (nums[mid] > target) {
            r = mid - 1;
        } else {
            l = mid + 1;
        }
    }
    return ans;
}

方式二:二分

复杂度:O(logn)

// 找第一个大于等于target的下标和第一个大于target的下标
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
    int left = binary(nums, target, true); // 第一个大于等于target的下标
    int right = binary(nums, target, false) - 1; // 第一个大于target的下标减1
    // left <= right 如果不存在 left=0 right=-1
    if (left <= right && nums[left] == target) {
        return new int[]{left, right};
    }
    return new int[]{-1, -1};
}

public int binary(int[] nums, int target, boolean lower) {
    int l = 0;
    int r = nums.length - 1;
    int ans = nums.length; // 避免越界
    while (l <= r) {
        int mid = l + (r - l) / 2;
        if (nums[mid] > target || (lower && nums[mid] >= target)) {
            r = mid - 1;
            ans = mid;
        } else {
            l = mid + 1;
        }
    }
    return ans;
}

总结

算法:二分