LeetCode 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

简介: LeetCode 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

 

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]

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 <= 105
    • -109 <= nums[i] <= 109
    • nums 是一个非递减数组
    • -109 <= target <= 109


    思路:

      • 方法1 双指针法:不推荐,时间复杂度较高,没有利用到二分查找特性
      • 方法2 二分查找 + 左右滑动指针:不推荐,最坏情况下如果数组中的所有元素都一样,那最坏时间复杂度为O(n)
      • 方法3 利用 leftOrRight 标识位 进行两次二分查找,分别确定左边界和右边界:推荐,时间复杂度为O(logn)


      时间复杂度:双指针法 O(n),二分查找O(logn)


      空间复杂度:均为O(1)

      // 方法1 双指针:不推荐// 时间复杂度:O(n)funcsearchRange(nums []int, targetint) []int {
      // if len(nums) == 0 {//     return []int{-1, -1}// }left, right :=0, 0// 注意:要避免left和right越界for ; left<len(nums) &&nums[left] !=target; left++ {
          }
      // 如果在nums中没找到target,则直接返回-1ifleft>=len(nums) {
      return []int{-1, -1}
          }
      // 注意:要避免left和right越界forright=left; right<len(nums) &&nums[right] ==target; right++ {
          }
      right--// 因为最后right多加了一次,所以减回去return []int{left, right}
      }
      // 方法2 二分法 + 左右滑动指针:不推荐// 思路:如果在nums中找到了一个target,则继续在此基础上,通过左右滑动指针,来找到符合题意的区间// 平均时间复杂度:O(logn),最坏情况下如果数组中的所有元素都一样,那最坏时间复杂度为O(n) funcsearchRange(nums []int, targetint) []int {
      left, right :=0, len(nums) -1forleft<=right {
      mid :=left+ (right-left) /2ifnums[mid] ==target {
      // 找到target位置后,分别 向左/向右 寻找左右边界pre, end :=mid, midforpre>=0&&nums[pre] ==target {
      pre--            }
      forend<len(nums) &&nums[end] ==target {
      end++            }
      return []int{pre+1, end-1} // l在循环中多减了一次,要加回来;r在循环中多加了一次,要减回去       } elseifnums[mid] <target {
      left=mid+1       } else {
      right=mid-1       }
         }
      return []int{-1, -1}
      }
      // 方法3 二分法:推荐// 思路:如果在nums中找到了一个target,则继续在此基础上用二分法分别查找左右边界,而不是用左右滑动指针来逐个遍历funcsearchRange(nums []int, targetint) []int {
      return []int{ binarySearch(nums, target, true), binarySearch(nums, target, false) }
      }
      // leftOrRight为true找左边界,leftOrRight为false找右边界funcbinarySearch(nums []int, targetint, leftOrRightbool) int {
      left, right, res :=0, len(nums) -1, -1forleft<=right {
      mid :=left+ (right-left) /2iftarget==nums[mid] {
      res=mid// 保存上一轮循环中target == nums[mid]时,对应的mid值// leftOrRight = true,继续寻找target的左边界,所以要缩小当前的右边界,right需要往左移ifleftOrRight {
      right=mid-1// leftOrRight = false,继续寻找target的右边界,所以要扩大当前的右边界,left需要往右移            } else {
      left=mid+1            }
              } elseiftarget>nums[mid] {
      left=mid+1        } else { // target < nums[mid]right=mid-1        }
          }
      returnres}

      image.gif


      目录
      相关文章
      |
      2月前
      |
      算法
      LeetCode第53题最大子数组和
      LeetCode第53题"最大子数组和"的解题方法,利用动态规划思想,通过一次遍历数组,维护到当前元素为止的最大子数组和,有效避免了复杂度更高的暴力解法。
      LeetCode第53题最大子数组和
      |
      2月前
      |
      存储 算法
      LeetCode第83题删除排序链表中的重复元素
      文章介绍了LeetCode第83题"删除排序链表中的重复元素"的解法,使用双指针技术在原链表上原地删除重复元素,提供了一种时间和空间效率都较高的解决方案。
      LeetCode第83题删除排序链表中的重复元素
      |
      2月前
      |
      算法
      LeetCode第81题搜索旋转排序数组 II
      文章讲解了LeetCode第81题"搜索旋转排序数组 II"的解法,通过二分查找算法并加入去重逻辑来解决在旋转且含有重复元素的数组中搜索特定值的问题。
      LeetCode第81题搜索旋转排序数组 II
      |
      2月前
      |
      算法 索引
      LeetCode第34题在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
      这篇文章介绍了LeetCode第34题"在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置"的解题方法,通过使用双指针法从数组两端向中间同时查找目标值,有效地找到了目标值的首次和最后一次出现的索引位置。
      LeetCode第34题在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
      |
      2月前
      |
      算法
      LeetCode第33题搜索旋转排序数组
      这篇文章介绍了LeetCode第33题"搜索旋转排序数组"的解题方法,通过使用二分查找法并根据数组的有序性质调整搜索范围,实现了时间复杂度为O(log n)的高效搜索算法。
      LeetCode第33题搜索旋转排序数组
      |
      2月前
      |
      算法
      LeetCode第27题移除元素
      这篇文章介绍了LeetCode第27题"移除元素"的解题方法,通过使用双指针技巧,有效移除数组中特定值的元素并返回新数组的长度。
      |
      6天前
      |
      Unix Shell Linux
      LeetCode刷题 Shell编程四则 | 194. 转置文件 192. 统计词频 193. 有效电话号码 195. 第十行
      本文提供了几个Linux shell脚本编程问题的解决方案,包括转置文件内容、统计词频、验证有效电话号码和提取文件的第十行,每个问题都给出了至少一种实现方法。
      LeetCode刷题 Shell编程四则 | 194. 转置文件 192. 统计词频 193. 有效电话号码 195. 第十行
      |
      2月前
      |
      Python
      【Leetcode刷题Python】剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树 III
      本文介绍了两种Python实现方法,用于按照之字形顺序打印二叉树的层次遍历结果,实现了在奇数层正序、偶数层反序打印节点的功能。
      45 6
      |
      2月前
      |
      搜索推荐 索引 Python
      【Leetcode刷题Python】牛客. 数组中未出现的最小正整数
      本文介绍了牛客网题目"数组中未出现的最小正整数"的解法,提供了一种满足O(n)时间复杂度和O(1)空间复杂度要求的原地排序算法,并给出了Python实现代码。
      82 2
      |
      6天前
      |
      数据采集 负载均衡 安全
      LeetCode刷题 多线程编程九则 | 1188. 设计有限阻塞队列 1242. 多线程网页爬虫 1279. 红绿灯路口
      本文提供了多个多线程编程问题的解决方案,包括设计有限阻塞队列、多线程网页爬虫、红绿灯路口等,每个问题都给出了至少一种实现方法,涵盖了互斥锁、条件变量、信号量等线程同步机制的使用。
      LeetCode刷题 多线程编程九则 | 1188. 设计有限阻塞队列 1242. 多线程网页爬虫 1279. 红绿灯路口