34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

给定一个按照升序排列的整数数组 nums,和一个目标值 target。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]。

进阶:

你可以设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题吗?

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

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/find-first-and-last-position-of-element-in-sorted-array
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做算法题真的是一个日积月累的过程,想当初我连二分法都不太会用,现在写这个题五分钟就 AC,以下是解析:

已知,我们使用二分法能够以 logn 的复杂度查找一个元素,那如果在一个排序的数字中,某个元素出现很多次,想要找到起始和终止位置怎么办呢,加入此时想找起始位置,此时的 nums[mid] == target,由于不确定是不是起始位置,我们需要判断,如果此时 mid = 0,说明一定是起始位置,返回 mid,如果 mid 不等于 0,并且前一个元素 mid - 1 不等于目标值,说明已经找到起始位置,直接返回,如果此时前一个元素等于 target,说明不在起始位置,还需要移动 right 指针,让它等于 mid - 1,反之一样,找最后的位置也是一个道理。

class Solution {
    public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        if (nums.length == 0) {
            return new int[]{-1,-1};
        }
        int left = findFirstPosition(nums, target);
        int right = findLastPosition(nums, target);
        return new int[]{left, right};
    }
    public int findFirstPosition(int[] nums, int target) {
        int left = 0, right = nums.length - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] == target) {
                if ((mid > 0 && nums[mid - 1] != target) || mid == 0) {
                    
                    return mid;
                } else {
                    right = mid - 1;
                }
            } else if (nums[mid] < target) {
                left = mid + 1; 
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }
        return -1;
    }
    public int findLastPosition(int[] nums, int target) {
        int left = 0, right = nums.length - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] == target) {
                if ((mid < nums.length - 1 && nums[mid + 1] != target) || mid == nums.length - 1) {
                    
                    return mid;
                } else {
                    left = mid + 1;
                }
            } else if (nums[mid] < target) {
                left = mid + 1; 
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }
        return -1;
    }
}
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