LeetCode 34.在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

1、题目描述

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。

2、算法思路

        根据题目是一个有序的数组，并且是查找左边界和右边界，可以使用二分查找。可以有暴力法和二分法，但是暴力法本文章就不叙述了，主要讲解二分法。

3、算法流程

        如果没基础的可以去看LeetCode 704.二分查找-优快云博客这篇文章

        其实这题是本质就是和正常的二分查找一样，只不过在==条件下，在

        寻找左边界==情况下，需要进一步减小范围，因为此时可能mid指针下的值可能是第一个出现也可能不是，他的第一次出现的值一定在[left,mid-1]

         寻找右边界==情况下，需要进一步减小范围，因为此时可能mid指针下的值可能是最后一个出现也可能不是，使用需要查找的范围是[left,mid-1]

4、算法代码

class Solution {
    public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        int leftId = leftbinarysearch(nums, target);
        int rightId = rightbinarysearch(nums, target);
        // 检查是否找到了有效范围
        if (leftId <= rightId && leftId >= 0 && rightId < nums.length && nums[leftId] == target && nums[rightId] == target) {
            return new int[]{leftId, rightId};
        }
        return new int[]{-1, -1};
    }

    // 查找目标值的最左边界
    public int leftbinarysearch(int[] nums, int target) {
        int left = 0,right = nums.length-1;
        while (left <= right){
            int mid = (left + right) >>> 1;
            if (nums[mid] < target){
                //查找的范围是[mid+1,right]
                left = mid+1;
            }else if (target < nums[mid]){
                //查找的范围是[left,mid-1]
                right = mid-1;
            }else {
                //nums[mid] == target
                //说明现在出现的可能不是第一次,查找范围是[left,mid-1]
                right = mid -1;
            }
        }
        return left;
    }

    // 查找目标值的最右边界
    public int rightbinarysearch(int[] nums, int target) {
        int left = 0,right = nums.length-1;
        while (left <= right){
            int mid = (left + right) >>>1;
            if (nums[mid] < target){
                //查找的范围[mid+1,right]
                left = mid+1;
            } else if (target < nums[mid]) {
                //查找的范围是[left,mid-1]
                right = mid -1;
            }else {
                //nums[mid] == target
                //此时出现的值可能不是最后一次,查找的范围[mid+1,right]
                left = mid + 1;
            }
        }
        return right;
    }
}

5、运行结果