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0034. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

给你一个按照非递减顺序排列的整数数组 nums,和一个目标值 target。请你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]。

你必须设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。

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:

  • \(0 <= nums.length <= 10^5\)
  • \(-10^9 <= nums[i] <= 10^9\)
  • nums 是一个非递减数组
  • \(-10^9 <= target <= 10^9\)

思路

要在非递减数组中找到目标值的第一个和最后一个位置,并满足 O(log n) 时间复杂度,需要用两次二分查找:

  • 找左边界:定位第一个等于 target 的位置。
  • 找右边界:定位最后一个等于 target 的位置。

解答

class Solution {
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        if(nums.empty())  return {-1,-1};

        int left = 0,right = nums.size()-1;

        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2; 
            if (nums[mid] >= target) {
                right = mid - 1;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        }

        int start = left;
        if (start >= nums.size() || nums[start] != target) {
            return {-1, -1};
        }

        left = 0;
        right = nums.size() - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] <= target) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }
        int end = right;

        return {start, end};
    }
};