Search in Rotated Sorted Array 旋转数组里查找数 @LeetCode

本文介绍了一种在旋转过的有序数组中查找特定元素的方法,并详细解释了如何利用二分查找法的变种来解决这一问题。文章还探讨了当数组存在重复元素时的处理方式,并给出了具体的实现代码。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

二分法的变型题

FollowUp 是如果数组里有重复元素怎么办?

其实没所谓。

http://blog.youkuaiyun.com/fightforyourdream/article/details/16857291


package Level4;

/**
 * Search in Rotated Sorted Array
 * 
 * Suppose a sorted array is rotated at some pivot unknown to you beforehand.
 * 
 * (i.e., 0 1 2 4 5 6 7 might become 4 5 6 7 0 1 2).
 * 
 * You are given a target value to search. If found in the array return its
 * index, otherwise return -1.
 * 
 * You may assume no duplicate exists in the array.
 * 
 */
public class S33 {

	public static void main(String[] args) {
		int[] A = {2, 3, 4, 5, 6, 0, 1};
		System.out.println(search(A, 0));
	}

	public static int search(int[] A, int target) {
		return rec(A, target, 0, A.length-1);
	}
	
	// 递归查找
	public static int rec(int[] A, int target, int low, int high){
		if(low > high){				// 没找到的情况
			return -1;
		}
		
		int mid = low + (high-low)/2;
		if(A[mid] == target){		// 找到了
			return mid;
		}
		
		int res = rec(A, target, low, mid-1);		// 在左侧查找
		if(res == -1){			// 如果左侧没找到,继续在右侧查找
			res = rec(A, target, mid+1, high);
		}
		
		return res;
	}

}



解法就是直接分别对左半侧和右半侧搜索,用递归实现

public class Solution {
    public int search(int[] A, int target) {
        return rec(A, target, 0, A.length-1);
    }
    
    public int rec(int[] A, int target, int low, int high){
        if(low > high){
            return -1;
        }
        
        int mid = low + (high-low)/2;
        if(A[mid] == target){
            return mid;
        }
        int pos = rec(A, target, mid+1, high);
        if(pos != -1){
            return pos;
        }else{
            return rec(A, target, low, mid-1);
        }
    }
}


I have updated the problem description to assume that there exists no duplicate in the array. Some readers have noted that the below code does not work for input with duplicates. For example, for input “1 2 1 1 1 1″, the binary search method below would not work, as there is no way to know if an element exists in the array without going through each element one by one.

At first look, we know that we can do a linear search in O(n) time. But linear search does not need the elements to be sorted in any way.

First, we know that it is a sorted array that’s been rotated. Although we do not know where the rotation pivot is, there is a property we can take advantage of. Here, we make an observation that a rotated array can be classified as two sub-array that is sorted (i.e., 4 5 6 7 0 1 2 consists of two sub-arrays 4 5 6 7 and 0 1 2.

Do not jump to conclusion that we need to first find the location of the pivot and then do binary search on both sub-arrays. Although this can be done in O(lg n) time, this is not necessary and is more complicated.

In fact, we don’t need to know where the pivot is. Look at the middle element (7). Compare it with the left most (4) and right most element (2). The left most element (4) is less than (7). This gives us valuable information — All elements in the bottom half must be in strictly increasing order. Therefore, if the key we are looking for is between 4 and 7, we eliminate the upper half; if not, we eliminate the bottom half.

When left index is greater than right index, we have to stop searching as the key we are finding is not in the array.

Since we reduce the search space by half each time, the complexity must be in the order of O(lg n). It is similar to binary search but is somehow modified for this problem. In fact, this is more general than binary search, as it works for both rotated and non-rotated arrays.

二分法的·精髓在于只要能做到每次扔掉一半

int rotated_binary_search(int A[], int N, int key) {
  int L = 0;
  int R = N - 1;
 
  while (L <= R) {
    // Avoid overflow, same as M=(L+R)/2
    int M = L + ((R - L) / 2);
    if (A[M] == key) return M;
 
    // the bottom half is sorted
    if (A[L] <= A[M]) {
      if (A[L] <= key && key < A[M])
        R = M - 1;
      else
        L = M + 1;
    }
    // the upper half is sorted
    else {
      if (A[M] < key && key <= A[R])
        L = M + 1;
      else 
        R = M - 1;
    }
  }
  return -1;
}


扩展:

如何找pivot点:相当于找到最小的那个点:把中点和右边的点比较

int FindSortedArrayRotation(int A[], int N) {
  int L = 0;
  int R = N - 1;
  
  while (A[L] > A[R]) {
    int M = L + (R - L) / 2;
    if (A[M] > A[R])
      L = M + 1;
    else
      R = M;
  }
  return L;
}




基于据挖掘的音乐推荐系统设计与实现 需要一个代码说明,不需要论文 采用python语言,django框架,mysql据库开发 编程环境:pycharm,mysql8.0 系统分为前台+后台模式开发 网站前台: 用户注册, 登录 搜索音乐,音乐欣赏(可以在线进行播放) 用户登陆时选择相关感兴趣的音乐风格 音乐收藏 音乐推荐算法:(重点) 本课题需要大量用户行为(如播放记录、收藏列表)、音乐特征(如音频特征、歌曲元据)等据 (1)根据用户之间相似性或关联性,给一个用户推荐与其相似或有关联的其他用户所感兴趣的音乐; (2)根据音乐之间的相似性或关联性,给一个用户推荐与其感兴趣的音乐相似或有关联的其他音乐。 基于用户的推荐和基于物品的推荐 其中基于用户的推荐是基于用户的相似度出相似相似用户,然后向目标用户推荐其相似用户喜欢的东西(和你类似的人也喜欢**东西); 而基于物品的推荐是基于物品的相似度出相似的物品做推荐(喜欢该音乐的人还喜欢了**音乐); 管理员 管理员信息管理 注册用户管理,审核 音乐爬虫(爬虫方式爬取网站音乐据) 音乐信息管理(上传歌曲MP3,以便前台播放) 音乐收藏管理 用户 用户资料修改 我的音乐收藏 完整前后端源码,部署后可正常运行! 环境说明 开发语言:python后端 python版本:3.7 据库:mysql 5.7+ 据库工具:Navicat11+ 开发软件:pycharm
MPU6050是一款广泛应用在无人机、机器人和运动设备中的六轴姿态传感器,它集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计。这款传感器能够实时监测并提供设备的角速度和线性加速度据,对于理解物体的动态运动状态至关重要。在Arduino平台上,通过特定的库文件可以方便地与MPU6050进行通信,获取并解析传感器据。 `MPU6050.cpp`和`MPU6050.h`是Arduino库的关键组成部分。`MPU6050.h`是头文件,包含了定义传感器接口和函声明。它定义了类`MPU6050`,该类包含了初始化传感器、读取据等方法。例如,`begin()`函用于设置传感器的工作模式和I2C地址,`getAcceleration()`和`getGyroscope()`则分别用于获取加速度和角速度据。 在Arduino项目中,首先需要包含`MPU6050.h`头文件,然后创建`MPU6050`对象,并调用`begin()`函初始化传感器。之后,可以通过循环调用`getAcceleration()`和`getGyroscope()`来不断更新传感器读。为了处理这些原始据,通常还需要进行校准和滤波,以消除噪声和漂移。 I2C通信协议是MPU6050与Arduino交互的基础,它是一种低引脚的串行通信协议,允许多个设备共享一对据线。Arduino板上的Wire库提供了I2C通信的底层支持,使得用户无需深入了解通信细节,就能方便地与MPU6050交互。 MPU6050传感器的据包括加速度(X、Y、Z轴)和角速度(同样为X、Y、Z轴)。加速度据可以用来计算物体的静态位置和动态运动,而角速度据则能反映物体转动的速度。结合这两个据,可以进一步计算出物体的姿态(如角度和角速度变化)。 在嵌入式开发领域,特别是使用STM32微控制器时,也可以到类似的库来驱动MPU6050。STM32通常具有更强大的处理能力和更多的GPIO口,可以实现更复杂的控制算法。然而,基本的传感器操作流程和据处理原理与Arduino平台相似。 在实际应用中,除了基本的传感器读取,还可能涉及到温度补偿、低功耗模式设置、DMP(字运动处理器)功能的利用等高级特性。DMP可以帮助处理传感器据,实现更高级的运动估计,减轻主控制器的计算负担。 MPU6050是一个强大的六轴传感器,广泛应用于各种需要实时运动追踪的项目中。通过 Arduino 或 STM32 的库文件,开发者可以轻松地与传感器交互,获取并处理据,实现各种创新应用。博客和其他开源资源是学习和解决问题的重要途径,通过这些资源,开发者可以获得关于MPU6050的详细信息和实践指南
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