Leetcode34. Find First and Last Position of Element in Sorted Array

本文介绍了一种在有序整数数组中查找指定目标值起始和结束位置的方法,算法复杂度为O(logn)。通过示例展示了如何处理目标值存在与不存在的情况。

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描述:

Given an array of integers nums sorted in ascending order, find the starting and ending position of a given target value.

Your algorithm’s runtime complexity must be in the order of O(log n).

If the target is not found in the array, return [-1, -1].

Example 1:

Input: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8
Output: [3,4]
Example 2:

Input: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6
Output: [-1,-1]

解题思路:

本题的解法是将vector中的每一个元素与target进行比对,当元素与target相等时将下标记录下来。

C++代码:
class Solution {
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) 
    {
        vector<int>res;
        vector<int>result;
        vector<int>res_copy(2,-1);
        int len= nums.size();
        for(int i = 0;i<len;i++)
        {
            if(nums[i]==target)
            {
                res.push_back(i);
            }
        }
        if(res.size()==0)
        {
            return res_copy;
        }
        if(res.size()==1)
        {
            res.push_back(res[0]);
            return res;
        }
        if(res.size()==2)
        {
            return res;
        }
        if(res.size()>2)
        {
            result.push_back(res[0]);
            result.push_back(res[res.size()-1]);
            return result;
        }
        return res;
    }
};

运行结果:

这里写图片描述
这里写图片描述

### 解决方案 LeetCode34 题名为 **"Find First and Last Position of Element in Sorted Array"**,其目标是在已排序数组中查找某个目标值的第一个和最后一个位置。如果目标值不存在于数组中,则返回 `[-1, -1]`。 以下是该问题的一种高效解决方案,基于二分查找方法: #### 方法概述 此问题可以通过两次二分查找来解决:一次用于找到目标值的起始索引,另一次用于找到结束索引。这种方法的时间复杂度为 \(O(\log n)\),其中 \(n\) 是输入数组的长度[^2]。 #### 实现代码 以下是一个完整的 C++ 实现: ```cpp #include <vector> using namespace std; class Solution { public: int findBound(const vector<int>& nums, int target, bool isFirst) { int left = 0; int right = nums.size() - 1; int boundIndex = -1; // 初始化边界索引为 -1 while (left <= right) { int mid = left + (right - left) / 2; if (nums[mid] == target) { boundIndex = mid; // 更新当前匹配到的位置 if (isFirst) { // 如果寻找的是第一个位置 right = mid - 1; // 继续向左搜索 } else { // 否则继续向右搜索 left = mid + 1; } } else if (nums[mid] > target) { right = mid - 1; } else { left = mid + 1; } } return boundIndex; } vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) { int firstPos = findBound(nums, target, true); // 查找第一个位置 if (firstPos == -1) { return {-1, -1}; // 若未找到目标值,直接返回 [-1, -1] } int lastPos = findBound(nums, target, false); // 查找最后一个位置 return {firstPos, lastPos}; } }; ``` 上述代码定义了一个辅助函数 `findBound` 来执行二分查找操作,并通过布尔参数 `isFirst` 控制是查找左侧还是右侧边界[^3]。 --- #### 复杂度分析 - 时间复杂度:\(O(\log n)\),因为每次迭代都将搜索范围减半。 - 空间复杂度:\(O(1)\),仅使用了常量级额外空间[^4]。 --- ### 测试案例 为了验证代码的有效性,可以运行以下测试用例: ```cpp int main() { Solution sol; vector<int> test1 = {5,7,7,8,8,10}; int target1 = 8; auto result1 = sol.searchRange(test1, target1); cout << "[" << result1[0] << ", " << result1[1] << "]" << endl; // 输出 [3, 4] vector<int> test2 = {5,7,7,8,8,10}; int target2 = 6; auto result2 = sol.searchRange(test2, target2); cout << "[" << result2[0] << ", " << result2[1] << "]" << endl; // 输出 [-1, -1] vector<int> test3 = {}; int target3 = 0; auto result3 = sol.searchRange(test3, target3); cout << "[" << result3[0] << ", " << result3[1] << "]" << endl; // 输出 [-1, -1] return 0; } ``` ---
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