python学习一点快乐一点【二分法】

最新推荐文章于 2025-12-09 16:47:37 发布

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#python #学习 #开发语言

该问题要求在非递减有序数组中使用二分查找找到目标值的第一个和最后一个位置。首先进行左边界查找，当找到等于目标值的元素时，继续向左查找直到找不到相同值。然后进行右边界查找，方法类似，向右查找。最后返回找到的范围，若未找到目标值则返回[-1,-1]。

题目来源：leetcode34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
题目链接

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]

一般二分法： nums[mid] == target 时，直接返回 mid。

题目类型：在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
题目思路：用两个二分查找，一个二分查找查找左边界，另一个查找右边界
第一步：寻找左边界。
nums[mid] == target 时，继续向左查找，看是否还有和 target 相等的数组元素。

if nums[mid] == target:
    right = mid - 1

第二步：寻找右边界。
nums[mid] == target 时，继续向右查找，看是否还有和 target 相等的数组元素。

if nums[mid] == target:
  left = mid + 1

python输出：

class Solution:
    def get_left(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        left,right = 0,len(nums)-1
        while left <= right:
            mid = (right-left) // 2 + left
            num = nums[mid]
            if num == target:
                right = mid - 1
            elif num > target:
                right = mid -1
            else:
                left = mid + 1
        if nums[left] == target:
            return left
        else:
            return -1

    def get_right(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        left,right = 0,len(nums) - 1
        while left <= right:
            mid = (right-left)//2+left
            num = nums[mid]
            if num == target:
                left = mid + 1
            elif num < target:
                left = mid +1
            else:
                right = mid -1
        if nums[right] == target:
            return right
        else:
            return -1

    def searchRange(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        if target not in nums:
            return [-1,-1]
        left_index = self.get_left(nums,target)
        right_index = self.get_right(nums,target)
        return [left_index,right_index]