数组二分查找法升级应用|34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_39522022/article/details/138582103

力扣链接

自己的第一想法

题目为寻找元素题型，因此时间复杂度优选二分查找法

使用普通的二分查找，区分不出左边界和右边界
瞄一眼卡哥的解题思路：分别找出左边界和右边界，自己尝试动手：
解决思路：
找左边界：
mid指针所指元素大于等于目标值时：right指针指向mid指针指向元素的前一个元素
mid指针所指元素小于目标值时：left指针指向mid指针指向元素的后一个元素

找右边界：
mid指针所指元素小于等于目标值时：left指针指向mid指针指向元素的后一个元素
mid指针所指元素大于目标值时：right指针指向mid指针指向元素的前一个元素
但棘手的问题又发生了：如果元素在数组中不存在时返回-1，但又如何和找到左边界和右边界时的结果做区分呢
算了，还是借鉴卡哥的解题思路吧

看完随想录后的想法

解题思路和相关注解如下

找左边界，移动right指针：

mid指针所指元素大于等于目标值时：right指针指向mid指针指向元素的前一个元素，，并记录当前找到的左边界的位置
mid指针所指元素小于目标值时：left指针指向mid指针指向元素的后一个元素

找右边界，移动left指针：

mid指针所指元素小于等于目标值时：left指针指向mid指针指向元素的后一个元素，并记录当前找到的右边界的位置
mid指针所指元素大于目标值时：right指针指向mid指针指向元素的前一个元素

代码：
//根据条件不同结果不同，分为以下三种情况
情况1：target值小于数组第一个元素或大于最后一个元素
情况2：元素在数组中存在
情况3：target值大于数组第一个元素且小于最后一个元素，但在数组中不存在

public class SearchRange {
//根据条件不同结果不同，分为以下三种情况
    public static int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        int leftRange = leftRange(nums,target);
        int rightRange = rightRange(nums,target);
        
        //情况1：target值小于数组第一个元素或大于最后一个元素
        if(leftRange == -2 || rightRange == -2){
            return new int[]{-1, -1};
        }
        
        //情况2：元素在数组中存在
        if(rightRange-leftRange>1){
            return new int[]{leftRange+1, rightRange-1};
        }
        
        //情况3：target值大于数组第一个元素且小于最后一个元素，但在数组中不存在
        return new int[]{-1,-1};
    }

找左边界：leftRange

为什么将左边界和右边界初始化为小于等于-2的任意一个数,而不是-1或者0或者正整数呢?
如果将左边界和右边界初始化为-1，元素中只有1个元素且这个元素就是我们要找的元素时,在找左边界的时候左边界的值leftRange就为-1，和初始化的值冲突，导致程序误认为是情况1，最终输出错误
例如以下情况:
nums ={1};
target = 1;

 //找左边界
 public static int leftRange(int[] nums,int target){
     int leftRange = -2;
     int left = 0;
     int right = nums.length-1;
     while(left<=right){
         int mid = left+(right-left)/2;
         if(nums[mid] >= target){
             right = mid-1;
             leftRange = right;//标记左边界的位置
         }
         else{
             left = mid+1;
         }
     }
     return leftRange;
 }

找右边界：rightRange

   //找右边界
   public static int rightRange(int[] nums,int target){
       int rightRange = -2;
       int left = 0;
       int right = nums.length-1;
       while(left<=right){
           int mid = left+(right-left)/2;
           if(nums[mid] <= target){
               left = mid+1;
               rightRange = left;//标记右边界的位置
           }
           else{
               right = mid-1;
           }
       }
       return rightRange;
   }