lintcode 刷题：457 经典二分查找问题

Posted 2021-04-10 湾区人工智能

457 经典二分查找问题（找到任意一个就行）

数据结构和算法分析是程序员面试必考内容，接下来打算刷常见面试题，顺便分享给大家。刷，刷，刷，一般中级题目刷300道，刷3遍，国内大部分公司offer随便拿。想进顶级互联网公司，要刷一些高级题目，大概30%难度题目就行，想节省时间，个人推荐报个靠谱培训班。

内容目录

题目描述Python代码Java代码C++代码

题目描述

457 经典二分查找问题（找到任意一个就行）
描述
在一个排序数组中找一个数，返回该数出现的任意位置，如果不存在，返回-1

您在真实的面试中是否遇到过这个题？  
样例
给出数组 [1, 2, 2, 4, 5, 5].

对于 target = 2, 返回 1 或者 2.
对于 target = 5, 返回 4 或者 5.
对于 target = 6, 返回 -1.
挑战
O(logn) 的时间

英语描述

457 Classical Binary Search
Description
Find any position of a target number in a sorted array. Return -1 if target does not exist.

Have you met this question in a real interview?  
Example
Given [1, 2, 2, 4, 5, 5].

For target = 2, return 1 or 2.

For target = 5, return 4 or 5.

For target = 6, return -1.

Challenge
O(logn) time

Python代码

二分法解决

为什么要用 start + 1 < end？而不是 start < end 或者 start <= end？

A: 为了避免死循环。二分法的模板中，整个程序架构分为两个部分：

通过 while 循环，将区间范围从 n 缩小到 2 （只有 start 和 end 两个点）。
在 start 和 end 中判断是否有解。
start < end 或者 start <= end 在寻找目标最后一次出现的位置的时候，出现死循环。

Q: 为什么明明可以 start = mid + 1 偏偏要写成 start = mid?

A: 大部分时候，mid 是可以 +1 和 -1 的。在一些特殊情况下，比如寻找目标的最后一次出现的位置时，当 target 与 nums[mid] 相等的时候，是不能够使用 mid + 1 或者 mid - 1 的。因为会导致漏掉解。那么为了节省脑力，统一写成 start = mid / end = mid 并不会造成任何解的丢失，并且也不会损失效率——log(n) 和 log(n+1) 没有区别。

class Solution:
    """
    @param nums: An integer array sorted in ascending order
    @param target: An integer
    @return: An integer
    """
    def findPosition(self, nums, target):
        # write your code here
        if not nums or target is None:
            return -1

        start, end = 0, len(nums) - 1
        while start + 1 < end:
            mid = (end + start)//2
            if target < nums[mid]:
                end = mid
            elif target > nums[mid]:
                start = mid
            else:
                return mid

        if target == nums[start]:
            return start
        if target == nums[end]:
            return end 
        return -1

my_solution = Solution()
A = [1, 2, 2, 4, 5, 5]
target = 2
result = my_solution.findPosition(A, target)
print('result is',result)        

Java代码

/**
* 本参考程序来自九章算法，由 @九章算法 提供。版权所有，转发请注明出处。
* - 九章算法致力于帮助更多中国人找到好的工作，教师团队均来自硅谷和国内的一线大公司在职工程师。
* - 现有的面试培训课程包括：九章算法班，系统设计班，算法强化班，Java入门与基础算法班，android 项目实战班，
* - Big Data 项目实战班，算法面试高频题班, 动态规划专题班
* - 更多详情请见官方网站：http://www.jiuzhang.com/?source=code
*/ 

// version 1: with jiuzhang template
public class Solution {
    /**
     * @param A an integer array sorted in ascending order
     * @param target an integer
     * @return an integer
     */
    public int findPosition(int[] nums, int target) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return -1;
        }

        int start = 0, end = nums.length - 1;
        while (start + 1 < end) {
            int mid = start + (end - start) / 2;
            if (nums[mid] == target) {
                return mid;
            } else if (nums[mid] < target) {
                start = mid;
            } else {
                end = mid;
            }
        }

        if (nums[start] == target) {
            return start;
        }
        if (nums[end] == target) {
            return end;
        }
        return -1;
    }
}

// version 2: without jiuzhang template
public class Solution {
    /**
     * @param A an integer array sorted in ascending order
     * @param target an integer
     * @return an integer
     */
    public int findPosition(int[] nums, int target) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return -1;
        }

        int start = 0, end = nums.length - 1;
        while (start < end) {
            int mid = start + (end - start) / 2;
            if (nums[mid] == target) {
                return mid;
            } else if (nums[mid] < target) {
                start = mid + 1;
            } else {
                end = mid - 1;
            }
        }

        if (nums[start] == target) {
            return start;
        }
        return -1;
    }
}

C++代码

/**
* 本参考程序来自九章算法，由 @九章算法 提供。版权所有，转发请注明出处。
* - 九章算法致力于帮助更多中国人找到好的工作，教师团队均来自硅谷和国内的一线大公司在职工程师。
* - 现有的面试培训课程包括：九章算法班，系统设计班，算法强化班，Java入门与基础算法班，Android 项目实战班，
* - Big Data 项目实战班，算法面试高频题班, 动态规划专题班
* - 更多详情请见官方网站：http://www.jiuzhang.com/?source=code
*/ 

class Solution {
public:
    /**
     * @param A an integer array sorted in ascending order
     * @param target an integer
     * @return an integer
     */
    int findPosition(vector<int>& A, int target) {
        // Write your code here
        int n = A.size();
        if (n == 0)
            return -1;
        if (A[n-1] < target || A[0] > target)
            return -1;

        int l = 0, r = n - 1;
        while (l <= r) {
            int mid = (l + r) >> 1;
            if (A[mid] == target)
                return mid;
            if (A[mid] <= target) {
                l = mid + 1;
            } else
                r = mid - 1;
        }
        return -1;
    }
};

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var_dump('关注一下吧')；
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