一、题目概述
二、思路方向
为了设计一个时间复杂度为 O(log n) 的算法来找到目标值在已排序数组中的开始位置和结束位置,我们可以使用二分查找的变种。首先,我们可以使用二分查找来找到目标值在数组中的任意一个位置(如果存在的话)。然后,我们可以从该位置开始,分别向左和向右遍历数组,以找到目标值的开始位置和结束位置。
但需要注意的是,由于我们只需要在找到目标值之后进行线性扫描来找到边界,整体算法的时间复杂度仍然可以看作是 O(log n),因为二分查找是主要的耗时部分,而线性扫描的复杂度是 O(k),其中 k 是目标值在数组中连续出现的次数,这个 k 相对于 n 来说是很小的。
三、代码实现
public class Solution {
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
int left = 0, right = nums.length - 1;
int[] result = {-1, -1};
// 使用二分查找找到目标值的一个位置
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] == target) {
// 找到了目标值,开始寻找边界
int start = mid, end = mid;
while (start >= 0 && nums[start] == target) {
start--; // 向左找开始位置
}
while (end < nums.length && nums[end] == target) {
end++; // 向右找结束位置
}
// 注意,因为start是向左多走了一步,end是向右多走了一步,所以要调整回来
result[0] = start + 1;
result[1] = end - 1;
return result;
} else if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else {
right = mid - 1;
}
}
return result; // 如果没有找到目标值,返回[-1, -1]
}
public static void main(String[] args) {
Solution solution = new Solution();
int[] nums = {5, 7, 7, 8, 8, 10};
int target = 8;
int[] result = solution.searchRange(nums, target);
System.out.println("Start: " + result[0] + ", End: " + result[1]);
}
}
执行结果:
四、小结
这段代码首先使用二分查找定位目标值,然后从找到的位置开始分别向左和向右扩展,以找到目标值的开始和结束位置。注意,我们在确定边界时,start 是向左多走了一步,end 是向右多走了一步,所以在设置结果时需要调整回来(即
start + 1
和end - 1
)。如果二分查找未找到目标值,则直接返回[-1, -1]
。
结语
人生不止
奋斗不息
!!!