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【算法】搜索旋转排序数组难度:中等; 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,num

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难度:中等;

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 k0 <= 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

你必须设计一个时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。

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
  • -104 <= nums[i] <= 104
  • 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
  • -104 <= target <= 104

解题思路:

这道题目可以通过修改二分查找算法来解决,以适应旋转数组的特性。解题的关键在于识别旋转点,并利用旋转点两侧升序的性质来进行查找。

  1. 初始化指针:设置两个指针 leftright,分别初始化为数组的起始位置(0)和结束位置(nums.length - 1)。
  2. 查找旋转点:首先,我们需要找到旋转点,即数组中最小元素的位置。这是因为旋转数组被分成了两个升序子数组,最小元素就是旋转点。我们可以通过二分查找来找到旋转点。
  3. 修改二分查找:在找到旋转点后,我们知道数组的前半部分和后半部分都是升序的。接着,我们比较 targetnums[left] 以及 nums[right],来决定 target 可能在哪一部分中。
  • 如果 targetnums[left]nums[right] 之间(包括边界),那么 target 可能在当前子数组中。
  • 否则,如果 target 小于 nums[left] 或者大于 nums[right],那么 target 可能在另一个子数组中。

4. 二分查找:在确定了 target 可能所在的升序子数组后,我们就可以在该子数组中应用标准的二分查找算法。 5. 返回结果:如果在任一子数组中找到了 target,则返回对应的下标;如果在所有子数组中都没有找到 target,则返回 -1

JavaScript代码实现:

/**
 * @param {number[]} nums
 * @param {number} target
 * @return {number}
 */
var search = function(nums, target) {
    let pivot = findPivot(nums);
    if (pivot === 0) {
        return binarySearch(nums, 0, nums.length - 1, target);
    }

    if (target >= nums[0]) {
        return binarySearch(nums, 0, pivot - 1, target);
    } else {
        return binarySearch(nums, pivot, nums.length - 1, target);
    }
};

function findPivot(arr) {
    let left = 0;
    let right = arr.length - 1;
    while (left < right) {
        let mid = Math.floor((left + right) / 2);
        if (arr[mid] > arr[right]) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid;
        }
    }
    return left;
}

function binarySearch(arr, left, right, target) {
    while (left <= right) {
        let mid = Math.floor((left + right) / 2);
        if (arr[mid] === target) {
            return mid;
        } else if (arr[mid] < target) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return -1;
}

// 示例调用
// console.log(search([4,5,6,7,0,1,2], 0)); // 输出: 4
// console.log(search([4,5,6,7,0,1,2], 3)); // 输出: -1
转载自:https://juejin.cn/post/7419532688972070921
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