【python高效解题】Leetcode-34：在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

最新推荐文章于 2023-09-18 03:56:34 发布

six_gods

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分类专栏：算法题

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本文介绍了一种使用二分查找算法解决特定问题的方法：在一个有序数组中寻找目标值的起始和结束位置。通过两个定制化的二分查找过程，分别定位目标值的首次出现和最后一次出现的位置，实现了高效查找。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

我们的口号是：使用最简洁的代码，完成AC：）

题目介绍

给定一个按照升序排列的整数数组 nums，和一个目标值 target。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]。

进阶：
你可以设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题吗？

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]

提示

0 <= nums.length <= 105
-109 <= nums[i] <= 109
nums 是一个非递减数组
-109 <= target <= 109

题目分析

该题是一个常见的分治题，分别使用二分法找出给定目标值的开始位置与结束位置。
该题的难点在于细节的控制，查找过程中的边界需要额外注意：）

python代码

class Solution:
    def searchRange(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        size = len(nums) - 1
        if nums == []:
            return [-1, -1]
        first_position = self.__find_first_position(nums, size, target)
        if first_position == -1:
            return [-1, -1]
        last_position = self.__find_last_position(nums, size, target)
        return [first_position, last_position]
    
    def __find_first_position(self, nums, size, target):
        left, right = 0, size
        while left < right:
            mid = int((left+right)//2)
            if nums[mid] == target:
                right = mid
            elif nums[mid] < target:
                left = mid + 1
            else:
                # nums[mid] > target
                right = mid - 1
        if nums[left] == target:
            return left
        else:
            return -1
    def __find_last_position(self, nums, size, target):
        left, right = 0, size
        while left < right:
            mid = int((left+right+1)//2)
            if nums[mid] == target:
                left = mid 
            elif nums[mid] < target:
                left = mid + 1
            else:
                # nums[mid] > target
                right = mid - 1
        if nums[right] == target:
            return right