这一题看了labuladong的题解:
https://leetcode-cn.com/problems/find-first-and-last-position-of-element-in-sorted-array/solution/er-fen-cha-zhao-suan-fa-xi-jie-xiang-jie-by-labula/
对于本题的思路如下:
分别找出左边界点和右边界点。
查找左边界和右边界点是二分查找的进阶版本,因此首先回顾一般的二分查找。
二分查找的一般思路:
def binary_search(nums, target):
low = 0
high = len(nums) - 1
while low <= high:
mid = (low + high)//2
if nums[mid] == target:
return mid
if nums[mid] > target:
high = mid - 1
elif nums[mid] < target:
low = mid + 1
return None
查找左边界点的思路:
代码如下:
#查找左边界
def find_left(nums,target):
if len(nums) == 0:
return -1
left = 0
right = len(nums) - 1
while (left <= right):
mid = (left + right) // 2
if target == nums[mid]:
right = mid - 1
elif target < nums[mid]:
right = mid - 1
elif target > nums[mid]:
left = mid + 1
if left - 1 == len(nums) - 1:
print("###")
return -1
print(left)
if nums[left] != target:
return -1
else:
return right + 1
基本思路:
- 如果找到target == nums[mid],这时候更新右指针。同时在这种情况下,在下次循环时,因为数据已经本身有序(即target<nums[mid]), 不会出现target>nums[mid]的情况,因此右指针只负责查找边界点;因此这时候会移动左指针,而右指针不动。直到遍历到target再次等于nums[mid]时,右指针再次移动;
最后完成的情况是right = mid - 1;left 和mid相等;
因为在结束循环后,left应该是比mid大一;
图形化表示如下:
但是除此之外,还需要注意以下点:
在目标数组中不存在target的情况; - 如果target大于数组中的所有元素,left指针一直再增加,直到left越界;所以代码中存在:
if left - 1 == len(nums) -1的选项 - target在目标数组范围内,但是没有此元素;此时只需要判断nums[left] 是否与target相等,如果不相等,即是找不到;
- 当target小于数组中的所有元素的时候,即left值一直为0,right值为-1;在这种情况下,第二点已经包含了这种例子,即nums[left]!=target;同时left值为0并不能作为一个判断数组中不存在target的情况,因为是在寻找左边界,可能正好left值为0,right为-1,并且nums[left]=target.
查找右边界点的思路:
代码如下:
#查找右边界
def find_right(nums,target):
if len(nums) == 0:
return -1
left = 0
right = len(nums) - 1
while(left <= right):
mid = (left + right) // 2
if target == nums[mid]:
left = mid + 1
elif target < nums[mid]:
right = mid - 1
elif target > nums[mid]:
left = mid + 1
print(left)
if left == 0:
print("###")
return -1
if nums[left - 1] != target:
return -1
else:
return left - 1
查找右边界和左边界的情况类似,这次移动的是left指针查找边界;因为是右侧查找(在数组本身有序的情况下,即target<nums[mid],不会出现target>nums[mid]的情况),所以是right指针进行移动,而left指针用于查找边界。
并且,最后返回边界的值是left - 1(因为最后时候left=mid -1);此时right指针指向边界。
同时需注意以下情况:
- target在数组的大小范围内,但是不存在于数组中,因此,只需要判断nums[left - 1]是否与target相等,如果不相等,则查找不到。
- 在target大于数组中的所有元素时,left指针越界,但是在寻找右边界的过程中,在最后一次时也会有left=mid+1,右边指针越界的情况,因此归为上一条叙述的情况;即判断是否nums[left - 1]与target相等‘
- 在target小于数组中的所有元素时,left指针一直为0;并且最后时候right指针值为-1;根据第一条left-1值越界,因此需要单独考虑。
总的代码就是把上述两类代码合起来即可。
代码如下:
class Solution:
def searchRange(self, nums, target):
#查找左边界
def find_left(nums,target):
if len(nums) == 0:
return -1
left = 0
right = len(nums) - 1
while (left <= right):
mid = (left + right) // 2
if target == nums[mid]:
right = mid - 1
elif target < nums[mid]:
right = mid - 1
elif target > nums[mid]:
left = mid + 1
if left - 1 == len(nums) - 1:
print("###")
return -1
print(left)
if nums[left] != target:
return -1
else:
return right + 1
#查找右边界
def find_right(nums,target):
if len(nums) == 0:
return -1
left = 0
right = len(nums) - 1
while(left <= right):
mid = (left + right) // 2
if target == nums[mid]:
left = mid + 1
elif target < nums[mid]:
right = mid - 1
elif target > nums[mid]:
left = mid + 1
print(left)
if left == 0:
print("###")
return -1
if nums[left - 1] != target:
return -1
else:
return left - 1
de = find_left(nums,target)
de1 = find_right(nums,target)
temp = []
temp.append(de)
temp.append(de1)