LeetCode - Search for a Range

本文介绍了一种算法,用于在已排序的整数数组中找到给定目标值的起始和结束索引。该算法采用两次二分查找,确保复杂度为 O(log n),并在目标未找到时返回 [-1, -1]。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Given a sorted array of integers, 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].

For example,
Given [5, 7, 7, 8, 8, 10] and target value 8,
return [3, 4].

Solution1:

做两次二分就可以了,第一次二分找出最左边的边界,第二次二分找出最右边的边界,这样,无论平均还是最差都是O(lgn)。

public int[] searchRange(int[] A, int target) {
    int[] range = {-1, -1};
    if(A == null || A.length == 0) return range;
    int l = 0;
    int r = A.length-1;
    // Search for lower bound
    while(l<=r) {
        int m = (l+r)/2;
        if(A[m]<target) {
            l=m+1;
        } else {
            r=m-1;
        }
    }
    // If the target is not found, return (-1, -1)
    if(l>=A.length || A[l] != target) return range;
    range[0] = l;
    
    // Search for upper bound
    r = A.length-1;
    while(l<=r) { // A[l ~ r] >= target
        int m = (l+r)/2; // A[m] >= target
        if(A[m]==target) {
            l=m+1;
        } else {
            r=m-1;
        }
    }
    range[1] = r;
    return range;
}

 

Solution2:

We can make target -0.5 for searching low bound and target+0. 5 for the high bound.

public int[] searchRange(int[] A, int target) {  
    if (A==null) return null;
    int[] range = {-1,-1};
    
    // Be care for there , low>=A.length must be check first or 
    // there may be a out of boundary exception cause 
    // the binarySearch function in this question return low instead of null
    // if the target are not in the array
    int low = binarySearch(A,target-0.5);
    if (low >= A.length || A[low]!=target){
        return range;
    }
    
    range[0] = low;
    range[1] = binarySearch(A,target+0.5)-1;
    return range;
}

public int binarySearch(int[] A, double t){
    int low = 0, high = A.length - 1;
    while(low <= high){
        int m = (low + high) / 2;
        if(A[m] == t) return m;
        if(A[m] > t) high = m - 1;
        else low = m + 1;
    }
    return low;
}

 

Solution 3:

public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
    int left = getLeftIndex(nums, target);  
    int right = getRightIndex(nums, target);  
    return new int[]{left, right};  
}  
  
private int getLeftIndex(int[] a, int t) {  
    int start = 0, end = a.length-1;  
    while(start <= end) {  
        int mid = (start + end) / 2;  
        if((mid == 0 || a[mid-1] < t) && a[mid] == t) {  
            return mid;  
        } else if(a[mid] < t) {  
            start = mid + 1;  
        } else {  
            end = mid - 1;  
        }  
    }  
    return -1;  
}   
  
private int getRightIndex(int[] a, int t) {  
    int start = 0, end = a.length-1;  
    while(start <= end) {  
        int mid = (start + end) / 2;  
        if((mid == a.length-1 || a[mid+1] > t) && a[mid] == t) {  
            return mid;  
        } else if(a[mid] > t) {  
            end = mid - 1;
        } else {  
            start = mid + 1;
        }  
    }  
    return -1;  
}

 

Reference:

http://blog.youkuaiyun.com/linhuanmars/article/details/20593391

http://rleetcode.blogspot.com/2014/02/search-for-range-java.html

http://www.geeksforgeeks.org/count-number-of-occurrences-in-a-sorted-array/

内容概要:本文详细探讨了基于MATLAB/SIMULINK的多载波无线通信系统仿真及性能分析,重点研究了以OFDM为代表的多载波技术。文章首先介绍了OFDM的基本原理和系统组成,随后通过仿真平台分析了不同调制方式的抗干扰性能、信道估计算法对系统性能的影响以及同步技术的实现与分析。文中提供了详细的MATLAB代码实现,涵盖OFDM系统的基本仿真、信道估计算法比较、同步算法实现和不同调制方式的性能比较。此外,还讨论了信道特征、OFDM关键技术、信道估计、同步技术和系统级仿真架构,并提出了未来的改进方向,如深度学习增强、混合波形设计和硬件加速方案。; 适合人群:具备无线通信基础知识,尤其是对OFDM技术有一定了解的研究人员和技术人员;从事无线通信系统设计与开发的工程师;高校通信工程专业的高年级本科生和研究生。; 使用场景及目标:①理解OFDM系统的工作原理及其在多径信道环境下的性能表现;②掌握MATLAB/SIMULINK在无线通信系统仿真中的应用;③评估不同调制方式、信道估计算法和同步算法的优劣;④为实际OFDM系统的设计和优化提供理论依据和技术支持。; 其他说明:本文不仅提供了详细的理论分析,还附带了大量的MATLAB代码示例,便于读者动手实践。建议读者在学习过程中结合代码进行调试和实验,以加深对OFDM技术的理解。此外,文中还涉及了一些最新的研究方向和技术趋势,如AI增强和毫米波通信,为读者提供了更广阔的视野。
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