《LeetCode之每日一题》:90.在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

Posted 2021-08-10 是七喜呀！

在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

• 有关题目
• • 题解

题目链接： 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

有关题目

给定一个按照升序排列的整数数组 nums，和一个目标值 target。
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]。

进阶：

你可以设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题吗？

示例 1：

输入：nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8
输出：[3,4]

示例 2：

输入：nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6
输出：[-1,-1]

示例 3：

输入：nums = [], target = 0
输出：[-1,-1]

提示：

0 <= nums.length <= 10^5
-10^9 <= nums[i] <= 10^9
nums 是一个非递减数组
-10^9 <= target <= 10^9

题解

法一：双指针

class Solution {
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        vector<int> a = {-1,-1};
        bool left_flag = false,right_flag = false;
        int left =0,right =size(nums)-1; 
        while(right>=left){
            if(left_flag && right_flag) break;
            if(target == nums[left] && !left_flag){
                left_flag=true;
                a[0]=left;
            }
            if(target == nums[right] && !right_flag){
                right_flag=true;
                a[1]=right;
            }
            if(!left_flag) left++;//左移
            if(!right_flag) right--;//右移
        }
        return a;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1),返回数组大小不计入额外空间开辟

法二：二分查找
代码一：
（不知道的为啥，会超时）

/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int* searchRange(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize){
    int cnt1 = -1,cnt2 = -1;
    int l = 0, r = numsSize - 1;
    int* ret = malloc(sizeof(int) * 2);
    *returnSize = 2;
    while(l <= r){
        int mid = l + ((r - l) >> 1);
        if (nums[mid] == target){
            cnt1 = cnt2 = mid;
            for (; cnt1 >= 0 && nums[cnt1] == target; ){
            cnt1--;
            }
            
            for (; cnt2 < numsSize && nums[cnt2] == target; ){
            ++cnt2;
            }
            
        } else if (nums[mid] > target){
            r = mid - 1;
        } else {
            l = mid + 1;
        }
    }
    ret[0] = cnt1, ret[1] = cnt2;
    return ret;
}

代码二：

/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int binarySearch(int* nums, int numsSize, int target, bool lower){
     int left = 0, right = numsSize - 1, ans = numsSize;
    while (left <= right) {
        int mid = (left + right) / 2;
        if (nums[mid] > target || (lower && nums[mid] >= target)) {//细节之处，成功的增强代码的可复用性
        //nums[mid] > target--》查找第一个大于target的数组索引
        //lower && nums[mid] >= target--》查找第一个大于等于target的数组索引
            right = mid - 1;
            ans = mid;
        } else {
            left = mid + 1;
        }
    }
    return ans;

}
int* searchRange(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize) {
    int leftIdx = binarySearch(nums, numsSize, target, true);
    int rightIdx = binarySearch(nums, numsSize, target, false) - 1;//我们这边找到的是，第一个大于target的数的下标减去1
    int* ret = malloc(sizeof(int) * 2);
    *returnSize = 2;
    if (leftIdx <= rightIdx && rightIdx < numsSize && nums[leftIdx] == target && nums[rightIdx] == target) {
        ret[0] = leftIdx, ret[1] = rightIdx;
        return ret;
    }
    ret[0] = -1, ret[1] = -1;
    return ret;
}