LeetCode代码分析—— 33. Search in Rotated Sorted Array（二分查找变种）

题目描述

Suppose an array sorted in ascending order is rotated at some pivot unknown to you beforehand.

(i.e., [0,1,2,4,5,6,7] might become [4,5,6,7,0,1,2]).

You are given a target value to search. If found in the array return its index, otherwise return -1.

You may assume no duplicate exists in the array.

Your algorithm's runtime complexity must be in the order of O(log n).

Example 1:

Input: nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 0
Output: 4

Example 2:

Input: nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 3
Output: -1

有一个被旋转过的升序数组，例如原来是[0,1,2,4,5,6,7]，从某个位置为轴旋转为[4,5,6,7,0,1,2]，数组元素不重复，要求以log n的复杂度找到目标数字target。

思路分析

log n的复杂度，升序数组，可以联想到二分查找法，但是这里的数组是旋转过的，所以要考虑基于二分查找的思想进行变种。可以用到数学的中方法——分情况讨论。
基于二分查找，mid = (start + end) / 2;，mid的情况可以分为三种：

• nums[mid] > nums[start]，这种情况说明顺序断层的点发生在右边，因此左半边是升序的，这时候再判断target的值

  • 如果target在nums[start]和nums[mid]之间，因为左半边是升序的，说明target就在左半边的数组中，在[start, mid]中递归查找

  • 如果target < nums[start]或target > nums[mid]，说明target在断层的地方或target在左半没有断层继续递增的位置，都说明在右侧，在[mid + 1, end]中递归查找

    
    
    

    断层发生在右边

• nums[mid] > nums[start]，说明在左侧已经发生了断层，因此右侧是顺序的

  • 如果target在nums[mid]和nums[end]之间，因为右半边是升序的，说明target就在右半边的数组中，在[mid + 1, end]中递归查找
  • 同上，相应的，在[start, mid]中递归查找

• nums[mid] > nums[start]，说明左边已经查完，在右边[mid + 1, end]中递归查找

  
  
  

  断层发生在左边

代码实现

class Solution {
    public int search(int[] nums, int target) {
        return find(nums, 0, nums.length - 1, target);
    }
    
    private int find(int[] nums, int start, int end, int target) {
        if (start > end) {
            return -1;
        }

        int mid = (start + end) / 2;

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

        if (nums[start] < nums[mid]) {
            if (target < nums[start] || target > nums[mid]) {
                return find(nums, mid + 1, end, target);
            } else {
                return find(nums, start, mid - 1, target);
            }
        } else if (nums[start] > nums[mid]) {
            if (target > nums[start] || target < nums[mid]) {
                return find(nums, start, mid - 1, target);
            } else {
                return find(nums, mid + 1, end, target);
            }
        } else {
            return find(nums, mid + 1, end, target);
        }
    }

}