刷题记录 HOT100 二分查找-3：34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

 题目：34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

难度：中等

给你一个按照非递减顺序排列的整数数组 nums，和一个目标值 target。请你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]。

你必须设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。

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

一、模式识别

排序数组 》 二分查找

开始结束位置 》 前后试探

二、代码实现

1.推荐方法：二分查找 + 前后试探

该方法思路清晰且模式化，我个人觉得比较好像也好记

class Solution:
    def searchRange(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        if not nums:
            return [-1, -1]
        n = len(nums)
        pos = -1
        l, r = 0, n - 1
        while l <= r:
            mid = (l + r) // 2
            if target == nums[mid]:
                pos = mid
                break
            if target > nums[mid]:
                l = mid + 1
            else:
                r = mid - 1
        pos_r = pos
        while pos_r + 1 < n and nums[pos_r + 1] == target:
            pos_r += 1
        pos_l = pos
        while pos_l - 1 >= 0 and nums[pos_l - 1] == target:
            pos_l -= 1
        return [pos_l, pos_r]

2.官方题解：感觉不好记

class Solution:
    def binarySearch(self, nums, target, lower_flag):
        # 把ans赋值为len(nums)对应后续的r < n的判断命令，用于筛选没有找到target的结果
        l, r, ans = 0, len(nums) - 1, len(nums)
        while l <= r:
            mid = l + (r - l) // 2
            if target < nums[mid] or (lower_flag and target == nums[mid]):
                r = mid - 1
                ans = mid
            else:
                l = mid + 1
        
        return ans
        
    def searchRange(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        n = len(nums)

        #lower_flag == True时，代码逻辑会在==target的元素中滑动到最左端
        l = self.binarySearch(nums, target, True)
        # lower_flag == False时，代码逻辑在元素小于target的时候往大找，直到找到最小的>target的元素，所以要返回后-1才能用
        r = self.binarySearch(nums, target, False) - 1

        if l <= r and r < n and nums[l] == target and nums[r] == target:
            return [l, r]
        else:
            return [-1, -1]