• 【剑指offer】11--旋转数组的最小数字(二分查找)


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    # 本文是牛客网《剑指offer》刷题笔记

    1.题目

         旋转数组的最小数字:输入一个非递减排序的数组的一个旋转,输出旋转数组的最小元素。 例如数组{3,4,5,1,2}为{1,2,3,4,5}的一个旋转,该数组的最小值为1。

         注意:给出的所有元素都大于0,若数组大小为0,请返回0。

    2.思路

    image

    • 空数组查找最小元素:      

            输出0

    • 非空数组查找最小元素:

    # 如果输入旋转0个元素的旋转数组,则第一个元素即最小元素     

    # 如果输入旋转n个元素的旋转数组,则按二分查找和顺序查找的思路查找最小元素

    二分查找过程:

            旋转数组特性:旋转数组将原有序数组分成递增子数组1和递增子数组2,递增子数组1的元素>=递增子数组2,最小元素是两个子数组的分界线。设置辅助变量:指针left指向旋转数组的第一个元素;指针mid指向旋转数组中间位置的元素;指针right指向旋转数组最后一个元素。

          如果mid指向的元素>=left指向的元素,则mid位于递增子数组1,数组中最小元素位与中间元素的后面,将left指向mid后,缩小一半的寻找范围

          如果mid指向的元素<=right指向的元素,则mid位于递增子数组2,数组中最小元素位与中间元素的前面,将right指向mid后,缩小一半的寻找范围

          如果mid指向的元素==left指向的元素==right指向的元素,则无法确定mid位于哪个递增子数组,无法折半查找,只能顺序查找

    二分查找结束标志:

          left指针始终指向递增子数组1,right指针始终指向递增子数组2,最终left指针指向递增子数组1的最后一个元素,right指针指向递增子数组2的第一个元素。当left+1=right时结束循环,right位置的元素即为最小元素。7  

    3.code

    #include <iostream>
    #include <vector>
    using namespace std;
    
    class Solution {
    public:
        int minNumberInRotateArray(vector<int> rotateArray)
        {
            // 空数组
            int size = rotateArray.size();							//数组长度
            if(size == 0)
            {
                return 0;
            }
    
            // 非空数组
            int left = 0;											//左指针
            int right = size - 1;									//右指针
            int mid = 0;											//中间指针(未旋转时直接输出rotateArray[0])
    
            while(rotateArray[left] >= rotateArray[right])
            {
                // 循环结束标志(左右指针相邻)
                if(left+1 == right)
                {
                    mid = right;
                    break;
                }
    
                // 计算中间指针位置
                mid = left + (right - left) / 2;
    
                //特殊情况:如果无法确定中间元素是属于前面还是后面的递增子数组,只能顺序查找
                if(rotateArray[left] == rotateArray[right] && rotateArray[mid] == rotateArray[left]){
                    return MinInOrder(rotateArray, left, right);
                }
                //中间元素位于前面的递增子数组,此时最小元素位于中间元素的后面
                if(rotateArray[mid] >= rotateArray[left]){
                    left = mid;
                }
                //中间元素位于后面的递增子数组,此时最小元素位于中间元素的前面
                else{
                    right = mid;
                }
            }
            return rotateArray[mid];
        }
    private:
        //顺序寻找最小值
        int MinInOrder(vector<int> &num, int left, int right){
            int result = num[left];
            for(int i = left + 1; i <= right; i++){
                if(num[i] < result){
                    result = num[i];
                }
            }
            return result;
        }
    };
    int main()
    {
        Solution solution;
        vector<int> rotateArray = {4,5,1,2,3,4};
        cout<<solution.minNumberInRotateArray(rotateArray)<<endl;
        return 0;
    }

    4.复杂度

           时间复杂度O(logn)

    5.测试用例

    • 空指针
    • 一个元素的数组
    • 未旋转的数组
    • 旋转的数组(无重复数字和有重复数字)
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wanglei5205/p/8521124.html
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