33. 搜索旋转排序数组(medium)

假设按照升序排序的数组在预先未知的某个点上进行了旋转。
( 例如,数组 [0,1,2,4,5,6,7] 可能变为 [4,5,6,7,0,1,2] )。
搜索一个给定的目标值,如果数组中存在这个目标值,则返回它的索引,否则返回 -1 。
你可以假设数组中不存在重复的元素。
你的算法时间复杂度必须是 O(log n) 级别。
示例 1:
输入: nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 0
输出: 4
示例 2:
输入: nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 3
输出: -1

  • show the code:
class Solution:
    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        if not nums:
            return -1
        l,r = 0,len(nums)-1
        while l < r:
            m = (l+r)//2
            if nums[l] <= nums[m] and nums[l]<=target<=nums[m]:
                r = m
            elif nums[l] > nums[m] and target>=nums[l]>nums[m]:
                r = m
            elif nums[l] > nums[m] and target<=nums[m]<nums[l]:
                r = m
            else:
                l = m+1
        return l if nums[l]==target else -1
  • 此题还比较难,我之前面小米时也被问到过,当时把所有情况都列了出来,其实现在看来是不能AC的。
  • 首先题目要求log(n)的复杂度,所以一定是用二分法。其次关键点是要找出所有需要在前半段找的情况,总共只有三种:

1.nums[0] <= nums[mid],(0-mid不包含旋转)且nums[0] <= target <= nums[mid]时high向前规约;
2.nums[mid] < nums[0](0-mid包含旋转),target <= nums[mid] < nums[0]时向前规约(target在旋转位置到mid之间)
3.nums[mid] < nums[0],nums[mid] < nums[0] <= target时向前规约(target在0到旋转位置之间)

  • 我们只需要考虑比较三个数:第一个数,中间的数和target即可确定我们要不要在前半段找。
  • 如果前半段没有旋转,而且目标值在第一个数和中间数之间,那么肯定在前半段。
  • 如果前半段有旋转,说明旋转位置在前半段。而目标值在旋转位置到中间数之间,也在前半段中寻找。如果目标值在第一个数到旋转位置之间,则也在前半段中找,也就是说:如果目标值处于(mid,left)区间之外,我们都需要在前半段中寻找。
  • 找出在前半段中寻找的所有条件,其他条件就是在后半段中寻找,注意后半段中寻找时,不要包括中间数,不然会陷入死循环—考虑nums=[4,5],target=4,具体表现为l = m+1
  • 由于每次缩小一半的查找范围,时间复杂度可以达到log(n),空间复杂度为1。
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