leetcode:在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

题目来源:力扣

题目描述:

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。
你的算法时间复杂度必须是 O(log n) 级别
如果数组中不存在目标值,返回 [-1, -1]。

审题:

由于题目要求算法时间复杂度必须为O(lgN)级别,因此只能考虑采取二分搜索方法.
使用二分搜索方法搜索具有重复值的上下边界是一类很常见的问题,处理这类问题最重要的就是要考虑边界问题.
我们以搜索目标值下标最小的位置为例讲述二分搜索算法:

boolean find = false;
while(lo < hi){
	int mid = lo + (hi - lo) / 2;
	if(array[mid] >= target){ 
		if(array[mid] == target)
			find = true;
		//如果[lo, mid)中存在目标值,则下标最小位置在[lo, mid)中,否则下标最小位置为mid
		hi = mid;
	}
	else{//下标最小位置肯点在[mid+1, hi)中,或者不存在
		lo = mid+1;
	}
}
//循环结束,lo == hi,
//如果目标值存在,返回hi,否则,返回-1
int leftBound = find ? hi : -1;

类似的方法,我们可以搜索上边界.

java 算法:

class Solution {
    public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        int lo = 0;
        int hi = nums.length;
        int left, right;
        boolean find = false; //标记目标值是否存在

        while(lo < hi){
            int mid = lo + (hi-lo) / 2;
            if(nums[mid] >= target){
                if (nums[mid] == target)
                    find = true;
                hi = mid;
            }
            else
                lo = mid+1;
        }
        left = find ? hi: -1;
    
        lo = 0;
        hi = nums.length;
        while(lo < hi){
            int mid = lo + (hi-lo) / 2;
            if(nums[mid] <= target)
                lo = mid+1;
            else
                hi = mid;
        }

        right = find ? lo-1 : -1;
        return new int[]{left, right};
        
    }
}

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