剑指 Offer 11. 旋转数组的最小数字

本文探讨如何在旋转数组中使用二分查找优化时间复杂度,特别关注了遇到的难点:判断收缩边界时需要与right值比较。通过实例解析了如何正确处理旋转数组与非旋转数组的区别,以及在寻找最小值时的特殊情况。

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这道题虽然是一个简单题,但是我觉得还是比较有难度的。
需要使用二分查找降低时间复杂度。
难点1: 使用二分查找时,不断地将mid值与right值比较,而不是与left值比较才行。
具体原因是:对于一个旋转数组来说例如[3,4,5,1,2]。
当mid值大于left时,需要收缩左边界。而当mid值小于left时,需要收缩左边界。
而对于[1,2,3,4,5]这种没有旋转的数组来说,当mid值大于left时(必然发生),应该收缩右边界。
此时出现了矛盾,也即,当mid值大于left时,无法判断应该收缩左边界还是右边界。

因此需要与right值比较。
对于一个旋转数组来说例如[3,4,5,1,2]。
当mid值大于right时,需要收缩左边界。而当mid值小于right时,需要收缩右边界。
而对于[1,2,3,4,5]这种没有旋转的数组来说,当mid值小于right时(必然发生),应该收缩右边界。
此时矛盾不存在了,也即,当mid值小于right时,应该收缩右边界。

难点2:
当收缩右边界时,需要right = mid;而不能right = mid-1;如果mid刚好是最小值,那么会将最小值越过。
与二分查找一个target值不同,如果不等于target值的话,那么可以肯定mid不是最终答案,因此可以越过mid,但是找最小值时,如果小于right值,那么无法确定mid是不是最小值所在位置,因此不能跳过。

class Solution {
public:
    int minArray(vector<int>& numbers) {
        int left = 0, right = numbers.size() - 1;
        int mid = 0;
        while (left <= right) {
            mid = left + (right - left) / 2;
            if (numbers[mid] > numbers[right]) {
                left = mid + 1;
            } else if (numbers[mid] < numbers[right]) {
                right = mid;
            } else if (numbers[mid] == numbers[right]) {
                right = right - 1;
            }
        }
        return numbers[left];
    }
};
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