搜索旋转排序数组

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整数数组  nums  按升序排列,数组中的值  互不相同 。

在传递给函数之前,nums  在预先未知的某个下标  k0 <= k < nums.length)上进行了  旋转,使数组变为  [nums[k], nums[k+1], ..., nums[n-1], nums[0], nums[1], ..., nums[k-1]](下标  从 0 开始  计数)。例如, [0,1,2,4,5,6,7]  在下标  3  处经旋转后可能变为  [4,5,6,7,0,1,2] 。

给你  旋转后  的数组  nums  和一个整数  target ,如果  nums  中存在这个目标值  target ,则返回它的下标,否则返回  -1 。

示例 1:

1
2
输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 0
输出:4

示例  2:

1
2
输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 3
输出:-1

示例 3:

1
2
输入:nums = [1], target = 0
输出:-1

提示:

  • 1 <= nums.length <= 5000
  • -10^4 <= nums[i] <= 10^4
  • nums  中的每个值都  独一无二
  • 题目数据保证  nums  在预先未知的某个下标上进行了旋转
  • -10^4 <= target <= 10^4

进阶: 你可以设计一个时间复杂度为  O(log n)  的解决方案吗?


Discussion | Solution

解法

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// @lc code=start
impl Solution {
    /// ## 解题思路
    /// - 二分查找
    /// 1. 旋转数组的旋转点(nums[i] < nums[i-1]的点)将数组分为左右两个有序部分;
    /// 2. 二分查找时, 首先根据中间数值nums[mid]和左端点nums[l]来判断旋转点在左半区间还是右半区间;
    /// 3. 当nums[mid]>nums[l]时, 旋转点落在右半区间, 此时左半区间[l, mid]是单调递增的;
    ///    此时如果target落在[l, mid]之间, 则缩减右半区间(r=mid-1);
    ///    否则, 收缩左半区间(l=mid+1);
    /// 4. 否则,当nums[mid]<nums[l]时, 此时旋转点落在左边,右半区间[mid, r]单调递增;
    ///    此时如果 target 落在[mid, r]之间, 则可以收缩左半区间(l=mid+1);
    ///    否则, 收缩右半区间(r=mid-1);
    pub fn search(nums: Vec<i32>, target: i32) -> i32 {
        if nums.len() == 1 {
            if nums[0] == target {
                return 0;
            } else {
                return -1;
            }
        }
        let (mut l, mut r) = (0, nums.len() - 1);
        while l < r {
            if nums[l] == target {
                return l as i32;
            }
            if nums[r] == target {
                return r as i32;
            }
            let mid = (l + r + 1) / 2;
            if nums[mid] == target {
                return mid as i32;
            }
            //中间数的值>左端的数的值, 则左边长, 右边短
            if nums[mid] > nums[l] {
                //target落在(l..mid)之间
                if target > nums[l] && target < nums[mid] {
                    r = mid - 1; // 缩减右边
                } else {
                    // 否则, target落在(mid..r)之间
                    l = mid + 1;
                }
            } else {
                //中间数的值<左端点数的值, 则中点左边短,右边长
                // target 落在(mid..r)之间
                if target > nums[mid] && target < nums[r] {
                    l = mid + 1;
                } else {
                    // 否则, target落在(l..mid)之间
                    r = mid - 1;
                }
            }
        }

        -1
    }
}
// @lc code=end

struct Solution;
updatedupdated2024-08-252024-08-25