Leetcode 34 Find First and Last Position of Element in Sorted Array

本文介绍了解决LeetCode第34题“在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置”的方法。通过两次二分搜索实现,分别找到目标值的第一个出现位置和最后一个出现位置,并返回这两个位置的索引。

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Leetcode 34 Find First and Last Position of Element in Sorted Array


class Solution {
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        vector<int> res(2,-1);
    if(nums.empty())
      return res;
    //two times binary search
    res[0] = findFirst(nums,target);
    res[1] = findLast(nums,target);
    return res;
    }

    int findFirst(vector<int>& nums, int target) {
      int pos = 0;
      int left = 0;
      int right = nums.size() -1;
      while(left <= right){
    int mid = (left + right) /2;
    if(nums[mid] >= target){
       right = mid - 1; 
    }else if(nums[mid] < target){
       left = mid + 1; 
    }
      }
      if(left < nums.size() && nums[left] == target)
    return left;
      else
        return -1;
    }
    int findLast(vector<int>& nums, int target) {
       int pos = 0;
      int left = 0;
      int right = nums.size() -1;
      while(left <= right){
    int mid = (left + right) /2;
    if(nums[mid] > target){
       right = mid - 1; 
    }else if(nums[mid] <= target){
       left = mid + 1; 
    }
      }
      if(right < nums.size() && nums[right] == target)
    return right;
      else
        return -1;

    }
};
"sgmediation.zip" 是一个包含 UCLA(加利福尼亚大学洛杉矶分校)开发的 sgmediation 插件的压缩包。该插件专为统计分析软件 Stata 设计,用于进行中介效应分析。在社会科学、心理学、市场营销等领域,中介效应分析是一种关键的统计方法,它帮助研究人员探究变量之间的因果关系,尤其是中间变量如何影响因变量与自变量之间的关系。Stata 是一款广泛使用的统计分析软件,具备众多命令和用户编写的程序来拓展其功能,sgmediation 插件便是其中之一。它能让用户在 Stata 中轻松开展中介效应分析,无需编写复杂代码。 下载并解压 "sgmediation.zip" 后,需将解压得到的 "sgmediation" 文件移至 Stata 的 ado 目录结构中。ado(ado 目录并非“adolescent data organization”缩写,而是 Stata 的自定义命令存放目录)目录是 Stata 存放自定义命令的地方,应将文件放置于 "ado\base\s" 子目录下。这样,Stata 启动时会自动加载该目录下的所有 ado 文件,使 "sgmediation" 命令在 Stata 命令行中可用。 使用 sgmediation 插件的步骤如下:1. 安装插件:将解压后的 "sgmediation" 文件放入 Stata 的 ado 目录。如果 Stata 安装路径是 C:\Program Files\Stata\ado\base,则需将文件复制到 C:\Program Files\Stata\ado\base\s。2. 启动 Stata:打开 Stata,确保软件已更新至最新版本,以便识别新添加的 ado 文件。3. 加载插件:启动 Stata 后,在命令行输入 ado update sgmediation,以确保插件已加载并更新至最新版本。4
### 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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