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Find First and Last Postion of Element In Sorted Array

34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

分析

  1. 寻找左边界:

    • 目标是找到 target 在数组中的最左侧位置
      • 每次检查 nums[mid]是否大于等于 target
      • 如果是,则缩小右边界 r = mid,以确保找到第一个出现的目标值
    • 如果左边界不存在(即数组中没有 target),直接返回 [-1, -1]
  2. 寻找右边界:

    • 目标是找到 target 在数组中的最右侧位置
      • 每次检查 nums[mid] 是否小于等于 target
      • 如果是,则缩小左边界 l = mid,确保找到最后一个出现的目标值
    • 只有在左边界存在时,才会继续找右边界

时间复杂度

每次二分查找的时间复杂度为 O(log n),总共两次,因此时间复杂度为 O(log n)

空间复杂度

空间复杂度为 O(1)

C++代码

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vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target)
{
  // 如果数组为空,直接返回
  if (nums.empty())
    return {-1, -1};

  // 第一次二分查找左边界
  int l = 0, r = nums.size() - 1;
  while (l < r)
  {
    int mid = (l + r) >> 1;  // 中间位置
    if (target <= nums[mid])
      r = mid;  // 缩小右边界
    else
      l = mid + 1;  // 缩小左边界
  }

  // 检查左边界是否存在
  if (nums[r] != target)
    return {-1, -1};
  int L = r;  // 记录左边界

  // 第二次二分查找右边界
  l = 0, r = nums.size() - 1;
  while (l < r)
  {
    int mid = (l + r + 1) >> 1;  // 中间位置,偏向右
    if (target >= nums[mid])
      l = mid;  // 缩小左边界
    else
      r = mid - 1;  // 缩小右边界
  }

  // 返回左右边界
  return {L, r};
}
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