【数组】-Lc34-在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置（二分查找 + 两边扩展）

写在前面

  最近想复习一下数据结构与算法相关的内容，找一些题来做一做。如有更好思路，欢迎指正。

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一、场景描述

  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]。

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]

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二、具体步骤

1.环境说明

名称	说明
IntelliJ IDEA	2019.2

2.代码

以下为Java版本实现：

public class Lc34_searchRange {

    public static void main() {
        int[] nums = new int[]{5,7,7,8,8,10};
        System.out.println(Arrays.toString(searchRange(nums, 8)));

        int[] nums1 = new int[]{5,7,7,8,8,10};
        System.out.println(Arrays.toString(searchRange(nums1, 6)));
    }

    /**
     * 思路：
     *
     * 返回值值int[]
     *
     * 有序数组，时间复杂度是O(log n)
     * 一定是借助于二分查找，找到mid
     * 然后从mid位置开始，lr左右指针向两边扩展，范围是在在low和high之间
     * 返回时需要各自回退一个指针(初始化l=mid，r=mid，首次循环一定成立)
     *
     * 如果找不到mid，直接返回int[]{-1, -1}
     */
    public static int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        if (target < nums[0] || target > nums[nums.length - 1]) {
            return new int[] {-1, -1};
        }

        int low = 0, high = nums.length - 1;
        while (low <= high) {
            // 注意移位运算符的优先级要比+-低，所以要多加一个括号
            int mid = low + ((high - low) >> 1);
            if (target == nums[mid]) {
                // 找到了，即target
                // 从mid位置开始向两边扩展
                int l = mid, r = mid;
                while (l >= low && nums[l] == target) {
                    l--;
                }
                while (r <= high && nums[r] == target) {
                    r++;
                }
                // 回退一次
                return new int[] {++l, --r};
            } else if (target < nums[mid]) {
                high = mid - 1;
            } else {
                low = mid + 1;
            }
        }

        return new int[]{-1, -1};
    }

}

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写在后面

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