• 面试题_有序数组的二分法解法


    剑指 Offer 53 - I. 在排序数组中查找数字 I

    统计一个数字在排序数组中出现的次数。

    示例 1:

    输入: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8
    输出: 2
    示例 2:

    输入: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6
    输出: 0

    提示:

    0 <= nums.length <= 105
    -109 <= nums[i] <= 109
    nums 是一个非递减数组
    -109 <= target <= 109
    

    代码

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

    剑指 Offer 53 - II. 0~n-1中缺失的数字

    一个长度为n-1的递增排序数组中的所有数字都是唯一的,并且每个数字都在范围0~n-1之内。在范围0~n-1内的n个数字中有且只有一个数字不在该数组中,请找出这个数字。

    示例 1:

    输入: [0,1,3]
    输出: 2
    示例 2:

    输入: [0,1,2,3,4,5,6,7,9]
    输出: 8

    限制:1 <= 数组长度 <= 10000

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

    剑指 Offer 11. 旋转数组的最小数字

    把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,我们称之为数组的旋转。
    给你一个可能存在 重复 元素值的数组 numbers ,它原来是一个升序排列的数组,并按上述情形进行了一次旋转。请返回旋转数组的最小元素。例如,数组 [3,4,5,1,2] 为 [1,2,3,4,5] 的一次旋转,该数组的最小值为 1。

    注意,数组 [a[0], a[1], a[2], ..., a[n-1]] 旋转一次 的结果为数组 [a[n-1], a[0], a[1], a[2], ..., a[n-2]] 。

    示例 1:

    输入:numbers = [3,4,5,1,2]
    输出:1
    示例 2:

    输入:numbers = [2,2,2,0,1]
    输出:0

    提示:

    n == numbers.length
    1 <= n <= 5000
    -5000 <= numbers[i] <= 5000
    numbers 原来是一个升序排序的数组,并进行了 1 至 n 次旋转
    

    class Solution {
    public:
        int minArray(vector<int>& numbers) {
            int n_min = -9999;
            int i = 0, j = numbers.size() - 1;
            while (i < j)
            {
                int mid = (i + j) / 2;
                if (numbers[mid] > numbers[j]) {
                    i = mid + 1;
                }
                else if (numbers[mid] < numbers[j]) {
                    j = mid;
                }
                else {
                    j = j - 1;
                }
            }
            return numbers[i];
        }
    
    };
    

    33. 搜索旋转排序数组

    整数数组 nums 按升序排列,数组中的值 互不相同 。

    在传递给函数之前,nums 在预先未知的某个下标 k(0 <= k < nums.length)上进行了 旋转,使数组变为 [nums[k], nums[k+1], ..., nums[n-1], nums[0], nums[1], ..., nums[k-1]](下标 从 0 开始 计数)。例如, [0,1,2,4,5,6,7] 在下标 3 处经旋转后可能变为 [4,5,6,7,0,1,2] 。
    给你 旋转后 的数组 nums 和一个整数 target ,如果 nums 中存在这个目标值 target ,则返回它的下标,否则返回 -1 。

    示例 1:
    输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 0
    输出:4
    示例 2:
    
    输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 3
    输出:-1
    示例 3:
    
    输入:nums = [1], target = 0
    输出:-1 
    
    提示:
    1 <= nums.length <= 5000
    -10^4 <= nums[i] <= 10^4
    nums 中的每个值都 独一无二
    题目数据保证 nums 在预先未知的某个下标上进行了旋转
    -10^4 <= target <= 10^4
    

    思路:
    将数组一分为二,其中一定有一个是有序的,另一个可能是有序,也能是部分有序。
    此时有序部分用二分法查找。无序部分再一分为二,其中一个一定有序,另一个可能有序,可能无序。就这样循环.

    class Solution {
    public: 
        int search(vector<int>& nums, int target) {
            int nlen = nums.size();
            if (nlen == 0) {
                return -1;
            }
            if (nlen == 1 && nums[0] != target) {
                return -1;
            }
            int i = 0, j = nlen - 1;
            while (i <= j)
            {
                int mid = (i + j) / 2;
                if (nums[mid] == target) {
                    return mid;
                }
                // 左半边有序
                if (nums[0] <= nums[mid]) 
                {
                     // target的值在左半边
                    if (nums[0] <= target && target < nums[mid]) {
                        j = mid - 1;
                    }
                    else {
                        
                        i = mid + 1;
                    }
                }
                else {
                    if (nums[mid] < target && target <= nums[nlen - 1]) {
                        i = mid + 1;
                    }
                    else {
                        j = mid - 1;
                    }
                }
            }
            return -1;
        }
    };
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/douzujun/p/16345762.html
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