这道题目,要在数组中插入目标值,无非是这四种情况。
1、目标值在数组所有元素之前
2、目标值等于数组中某一个元素
3、目标值插入数组中的位置
4、目标值在数组所有元素之后
这四种情况确认清楚了,就可以尝试解题了。
暴力解法
class Solution{
public:
int searchInsert(vector<int>& nums,int target){
// 目标值在数组所有元素之前(如果第一个元素就比目标值大,说明目标值在应插在数组最前面)
// 目标值等于数组中某一个元素 (如果目标值等于该数组元素,则说明找到了,返回该位置下标)
// 目标值插入数组中的位置(如果数组某个元素大于目标值,则目标值应该安插在该位置)
for(int ii=0;ii<nums.size();ii++){
if(nums[ii]>=target) return ii;
}
//目标值在数组所有元素之后
return nums.size();
}
};
时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(1)
二分法
二分查找法是数组里的常用方法,彻底掌握它是十分必要的
注意这道题目的前提是数组是有序数组,这也是使用二分查找的基础条件
二分查找涉及的很多的边界条件,逻辑比较简单,就是写不好。
例如到底是 while(left < right) 还是 while(left <= right),到底是right = middle呢,还是要right = middle - 1呢?
这里弄不清楚主要是因为「对区间的定义没有想清楚,这就是不变量」。
要在二分查找的过程中,保持不变量,也就是「循环不变量」。
写法一:左闭右闭区间
class Solution{
public:
int searchInsert(vector<int>& nums,int target){
int size=nums.size();
// 定义target在左闭右闭的区间里,[left, right]
int left=0;//定义左边界
int right=size-1;//定义右边界
while(left<=right){// 当left==right,区间[left, right]依然有效
int middle=left+(right-left)/2;// 防止溢出 等同于(left + right)/2
if(nums[middle]>target){// target 在左区间,所以[left, middle - 1]
right=middle-1;//移动右指针
}else if(nums[middle]<target){// target 在右区间,所以[middle + 1, right]
left=middle+1;//移动左指针
}else if(nums[middle]==target){
return middle;
}
}
// 目标值在数组所有元素之前 [0, -1]
// 目标值等于数组中某一个元素 return middle;
// 目标值插入数组中的位置 [left, right],return right + 1
// 目标值在数组所有元素之后的情况 [left, right], return right + 1
return right+1;
}
};
时间复杂度:O(logn)
空间复杂度:O(1)
写法二:左闭右开区间
class Solution {
public:
int searchInsert(vector<int>& nums, int target) {
int n = nums.size();
int left = 0;
int right = n; // 定义target在左闭右开的区间里,[left, right) target
while (left < right) { // 因为left == right的时候,在[left, right)是无效的空间
int middle = left + ((right - left) >> 1);
if (nums[middle] > target) {
right = middle; // target 在左区间,在[left, middle)中
} else if (nums[middle] < target) {
left = middle + 1; // target 在右区间,在 [middle+1, right)中
} else { // nums[middle] == target
return middle; // 数组中找到目标值的情况,直接返回下标
}
}
// 分别处理如下四种情况
// 目标值在数组所有元素之前 [0,0)
// 目标值等于数组中某一个元素 return middle
// 目标值插入数组中的位置 [left, right) ,return right 即可
// 目标值在数组所有元素之后的情况 [left, right),return right 即可
return right;
}
};
时间复杂度:O(logn)
空间复杂度:O(1)
总结:
确定要查找的区间到底是左闭右开[left, right),还是左闭又闭[left, right],这就是不变量。
然后在「二分查找的循环中,坚持循环不变量的原则」,很多细节问题,自然会知道如何处理了。