LeetCode 31 & 81 旋转数组搜索问题

31

假设按照升序排序的数组在预先未知的某个点上进行了旋转。

( 例如,数组 [0,1,2,4,5,6,7] 可能变为 [4,5,6,7,0,1,2] )。

搜索一个给定的目标值,如果数组中存在这个目标值,则返回它的索引,否则返回 -1 。

你可以假设数组中不存在重复的元素。

你的算法时间复杂度必须是 O(log n) 级别。

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

分析:logn复杂度的查找肯定要用二分查找,本题的问题是不确定待查找的区间是否有序,旋转实质上是将两个有序的区间拼在了一起,所以不难得出如果将整个数组二分,必然存在一个区间是有序的,如果目标在这个有序的区间中,就进一步在这个有序的区间中作二分查找,如果目标不在这个有序的区间中,说明目标只有可能在另一个无序的区间中,而这个无序的区间也必然满足前述的旋转的性质。

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

81:

假设按照升序排序的数组在预先未知的某个点上进行了旋转。

( 例如,数组 [0,0,1,2,2,5,6] 可能变为 [2,5,6,0,0,1,2] )。

编写一个函数来判断给定的目标值是否存在于数组中。若存在返回 true,否则返回 false

示例 1:

输入: nums = [2,5,6,0,0,1,2], target = 0
输出: true

示例 2:

输入: nums = [2,5,6,0,0,1,2], target = 3
输出: false

进阶:

  • 这是 搜索旋转排序数组 的延伸题目,本题中的 nums  可能包含重复元素。
  • 这会影响到程序的时间复杂度吗?会有怎样的影响,为什么?

分析: 本题和前一题大体类似,关键在于如何处理这个重复元素,如果沿用前一题的方法,就会出现一些错误。

其中一个错误是 [3 1 1] 查找 3 , 这个时候为什么错呢?因为对当前区间作二分,如果子区间的左右边界恰好相等,这个时候是没有办法判定目标是否在这个区间内,因此当遇到这种情况时,要对左右边界相同的区间作调整。如果当前区间是右子区间,就要将右边界前移直到左右边界不再相同,如果当前区间是左子区间,就要将左边界后移直到左右边界不再相同。

由此可见,如果重复的元素有k个,那么复杂度就会相应的增加o(k) 如果k=n,就到了最坏的情况,整个算法的复杂度为o(n)

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

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