《剑指offer》---寻找反转数组最小值

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了《剑指offer》---寻找反转数组最小值相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

本文算法使用python3实现


1.题目描述:

  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。 输入一个非递减排序的数组的一个旋转,输出旋转数组的最小元素。 例如数组{3,4,5,1,2}为{1,2,3,4,5}的一个旋转,该数组的最小值为1。 NOTE:给出的所有元素都大于0,若数组大小为0,请返回0。
  时间限制:3s;空间限制:32768K


2.思路描述:

  思路主要有以下两种:
  (1)暴力法:从头到尾遍历数组,找到最小值。该方法的时间复杂度为 $ O(n) $ ,当数组过大时,遍历时间较长,并且此方法并没有应用上“翻转数组”的特点。
  (2)折半查找法(二分查找):时间复杂度为 $ O(\\log_2n) $ ,且可以利用本题“翻转”数组的特点。


  但是需要考虑两种情况!!!
  (1)存在重复数字,例如[1,0,1,1,1],使用暴力查找法,因为此时无法利用折半查找法里的一些判断条件。参考下图:
      

  (2)不存在重复数字,例如[3,4,5,1,2],使用折半查找法,参考下图:
    (a)将指针 $ low $ 指向数组第0项, $ high $ 指向数组第n项。
    (b)指针 $ mid = (low+high)//2 $ ,若 $ array[mid]>=array[low] $ 且 $ array[mid]>array[high] $ ,此时移动指针 $ low=mid $ ;若 $ array[mid]<array[low] $ 且 $ array[mid]<=array[high] $ ,此时移动指针 $ high=mid $ 。重复(b)直到 $ low+1=high $ ,进入(c)
    (c)比较 $ array[low] $ 与 $ array[high] $ ,返回其中较小值。
      


3.程序代码:

class Solution:
    def minNumberInRotateArray(self, rotateArray):
        if len(rotateArray) == 0:
        	return 0
        #array = sorted(rotateArray)
        #return array[0]
        low = 0
        high = len(rotateArray) - 1
        while low + 1 < high:
        	mid = (low+high)//2
        	# 当数组为:[1,0,1,1,1]时,只能使用暴力解法
        	if rotateArray[mid] == rotateArray[low] and rotateArray[mid] == rotateArray[high]:
        		return self.findmin(rotateArray)
        	# 当数组正常时,例如:[3,4,5,1,2],使用二分查找法。
        	# 注意等号:[3,0,1,1,1],[3,3,3,0,1]这两种情况
        	if rotateArray[mid] >= rotateArray[low] and rotateArray[mid] > rotateArray[high]:
        		low = mid
        		continue
        	if rotateArray[mid] < rotateArray[low] and rotateArray[mid] <= rotateArray[high]:
        		high = mid
        		continue
        if low + 1 >= high:
        	return rotateArray[low] if rotateArray[low] < rotateArray[high] else rotateArray[high]

    def findmin(self,rotateArray):
        \'\'‘暴力解法’\'\'
    	min = rotateArray[0]
    	for ele in rotateArray:
    		if ele < min:
    			min = ele
    	return min

以上是关于《剑指offer》---寻找反转数组最小值的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

剑指 Offer 11. 旋转数组的最小数字 154. 寻找旋转排序数组中的最小值 II 二分

算法系列——寻找旋转排序数组中的最小值(剑指offer)

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算法系列——寻找旋转排序数组中的最小值(剑指offer)

剑指offer——旋转数组的最小数字

剑指offer2.4-算法和数据操作