JAVA: 旋转数组的最小值

题目把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,我们称之为数组的旋转。 输入一个非递减排序的数组的一个旋转,输出旋转数组的最小元素。 例如数组{3,4,5,1,2}为{1,2,3,4,5}的一个旋转,该数组的最小值为1。 NOTE:给出的所有元素都大于0,若数组大小为0,请返回0。

分析: 考察二分查找旋转之后的数组实际上可以划分成两个有序的子数组:前面子数组的大小都大于后面子数组中的元素。注意到实际上最小的元素就是两个子数组的分界线。本题目给出的数组一定程度上是排序的,因此我们试着用二分查找法寻找这个最小的元素。

思路:

  1. 用两个指针left、right分别指向数组的第一个和最后一个元素,按照旋转规则,第一个元素大小肯定大于最后一个元素。
  2. 找到数组的中间元素。

        (1)中间元素大于第一个元素,表示中间元素位于前面的递增子数组,如{3,4,5,1,2},此时,最小元素应该位于中间元素之后,因此可以让left指针指向中间元素。

        (2)中间元素小于第一个元素,表示中间元素位于后面的递增子数组,如{4,5,1,2,3},此时,最小元素应该位于中间元素之前,可以让right指针指向中间元素。

        这样移动之后,right指针仍处于后面的递增数组中,因此可以这样缩小寻找范围。

        (3)按照上面思路,第一个指针left总指向前面的递增数组的元素,第二个指针right总指向后面的递增数组的元素。最终,left指针指向前面递增数组的最后一个元素,right指针指向后面的增数组的第一个元素,即指向两个相邻的元素,right指针指向的元素即为最小的元素,因此循环的条件即left<right或者array[left]>=array[right](因为前面的递增子数组元素都大于后面的递增子数组)。

    到目前为止,可以很好的解决没有重复数字的情况,但题目要求为数组非递减,因此,有了重复数字这一条件,考虑{1,0,1,1,1}和{1,1,1,0,1}都可以看成是{0,1,1,1,1}的旋转数组,但在这两个数组中,第一个数字,中间数字和最后一个数字都是1,第一种情况中间数组位于后面子数组,第二种情况位于前面子数组,因此遇到这种情况,只能在left和right之间顺序查找。

public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
        if(array.length==0){
            return 0;
        }
        //使用二分查找
        int left=0;
        int right=array.length-1;
        int mid=0;
        while(array[left]>=array[right]){
            //分界点
            if(right-left==1){
                mid=right;
                break;
            }
            mid=(left+right)/2;
            if(array[left]==array[right]&&array[left]==array[mid]){
                return minOrder(array,left,right);
            }
            if(array[mid]>=array[left]){
                left=mid;
            }else{
                right=mid;
            }
        }
        return array[mid];
    }

    private  int minOrder(int [] array,int left,int right){
        int result=array[left];
        for(int i=left+1;i<right;i++){
            if(array[i]<result){
                result=array[i];
            }
        }
        return result;
    }


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