【数组】LeetCode34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

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]

提示：

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

代码

核心逻辑：针对有重复目标元素的数组，采用二分查找的变体。

• 找左边界：不断推动right向左移动
• 找右边界：不断推动left向右移动

class Solution {
    
    
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
    
    
        int left = findLeftPosition(nums, target);
        int right = findRightPosition(nums, target);

        return {
    
    left, right};
    }

    int findLeftPosition(vector<int>& nums, int target) {
    
    
        int left = 0;
        int right = nums.size() - 1;
        int result = -1;
        while (left <= right) {
    
    
            int middle = (left + right) / 2;
            if (nums[middle] >= target) {
    
    
                right = middle - 1;
                if (nums[middle] == target) {
    
    
                    result = middle;
                }
            }
            else {
    
    
                left = middle + 1;
            }
        }

        return result; 
    }

    int findRightPosition(vector<int>& nums, int target) {
    
    
        int left = 0;
        int right = nums.size() - 1;
        int result = -1;
        while (left <= right) {
    
    
            int middle = (left + right) / 2;
            if (nums[middle] <= target) {
    
    
                left = middle + 1;
                if (nums[middle] == target) {
    
    
                    result = middle;
                }
            }
            else {
    
    
                right = middle - 1;
            }
        }

        return result;
    }
};