【算法|二分查找No.1】leetcode 704. 二分查找+二分模板 & leetcode 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

系统管理员 2024-04-27 06:54 66阅读 0赞

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#### 目录 ####

*  一、leetcode 704. 二分查找解题代码
 *   *  二分查找模板总结
 *  二、leetcode 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
 *   *  题目描述
     *  解题代码
     *  查找区间左右端点模板

## 一、leetcode 704. 二分查找解题代码 ##

class Solution {
        
    public:
        int search(vector<int>& nums, int target) {
        
            int n = nums.size();
            int l = 0,r = n - 1;
            while(l <= r)
            {
        
                int mid = l + (r - l) / 2;
                if(nums[mid] > target) r = mid - 1;
                else if(nums[mid] < target) l = mid + 1;
                else return mid;
            }
            return -1;
        }
    };

### 二分查找模板总结 ###

// 当长度为奇数时，mid = l + (r - l) / 2 和 mid = l + (r - l + 1) / 2无区别
    // 当长度为偶数时，mid = l + (r - l) / 2 是中间数中左边那个，mid = l + (r - l + 1) / 2是中间数中右边那个
    while(l <= r)
    {
        
        int mid = l + (r - l) / 2;
        if(......) r = mid - 1;
        else if(......) l = mid + 1;
        else return ......;
    }

## 二、leetcode 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置 ##

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### 题目描述 ###

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：\[-1,-1\]

![在这里插入图片描述][bc0982ff2c374e9990484373c997893f.png]

### 解题代码 ###

class Solution {
        
    public:
        vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        
            int n = nums.size();
            if(n == 0) return {
        -1,-1};
            int l = 0,r = n - 1;
            // 查找区间左端点
            while(l < r)
            {
        
                int mid = l + (r - l) / 2;
                if(nums[mid] < target) l = mid + 1;
                else r = mid;
            }
            if(nums[l] != target) return {
        -1,-1};
            int begin = l;
    
            // 查找区间右端点
            r = n - 1;
            while(l < r)
            {
        
                int mid = l + (r - l + 1) / 2;
                if(nums[mid] > target) r = mid - 1;
                else l = mid;
            }
            int end = r;
            return {
        begin,end};
        }
    };

### 查找区间左右端点模板 ###

![在这里插入图片描述][7203ff2e885749619ceec3454c3d9439.png]

![在这里插入图片描述][909df6b0e86c48e696c28bfca49e3a4c.png]

// 查找左端点模板
    while(l < r)
    {
        
        int mid = l + (r - l) / 2;
        if(nums[mid] < target) l = mid + 1;
        else r = mid;
    }
    
    // 查找右端点模板
    while(l < r)
    {
        
        int mid = l + (r - l + 1) / 2;
        if(nums[mid] > target) r = mid - 1;
        else l = mid;
    }

[Link 1]: https://xiaofeizhu.blog.csdn.net/
[Link 2]: https://blog.csdn.net/m0_74352571/category_12364106.html
[LeetCode]: https://blog.csdn.net/m0_74352571/category_12252087.html
[Link 3]: https://leetcode.cn/problems/binary-search/description/
[Link 4]: https://leetcode.cn/problems/find-first-and-last-position-of-element-in-sorted-array/description/
[bc0982ff2c374e9990484373c997893f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/27/016763ca35c347be9c761e05b9bf4138.png
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