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34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
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 \(log_2n\) 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：
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0 <= nums.length <= 105 -
-109<= nums[i] <= 109 -
nums是一个非递减数组 -
-109<= target <= 109
思路分析
可以直接使用二分查找，搜索两次。
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一刷
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二刷
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/**
* @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
* @since 2018-09-16 20:50 初次完成，2024-07-01 17:24:23 优化
*/
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
if (nums == null || nums.length == 0) {
return new int[]{-1, -1};
}
// 搜索左边界
int left = 0, right = nums.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (target < nums[mid]) {
right = mid - 1;
} else if (nums[mid] == target) {
right = mid - 1; // 注意这里的处理
}
}
if (left == nums.length) {
return new int[]{-1, -1};
}
int i1 = -1;
if (nums[left] == target) {
i1 = left;
} else {
return new int[]{-1, -1};
}
// 搜索右边界
left = 0;
right = nums.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (target < nums[mid]) {
right = mid - 1;
} else if (nums[mid] == target) {
left = mid + 1; // 注意这里的处理
}
}
if (left - 1 < 0) {
return new int[]{-1, -1};
}
int i2 = -1;
if (nums[left - 1] == target) {
i2 = left - 1;
} else {
return new int[]{-1, -1};
}
return new int[]{i1, i2};
}
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/**
* @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
* @since 2025-03-04 21:02:59
*/
public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
int left = binarySearch(nums, target, true);
if (left == -1) {
return new int[]{-1, -1};
}
int right = binarySearch(nums, target, false);
return new int[]{left, right};
}
private int binarySearch(int[] nums, int target, boolean isLeft) {
int left = 0;
int right = nums.length - 1;
// 使用 result 变量，省去很多繁琐的判断
int result = -1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (target < nums[mid]) {
right = mid - 1;
} else {
if (isLeft) {
// 注意：找左边界，要收缩右指针
right = mid - 1;
} else {
// 注意：找右边界，要搜索左指针
left = mid + 1;
}
result = mid;
}
}
return result;
}
// 下面是原始代码，上面是优化后的代码
private int binarySearchLeft(int[] nums, int target) {
int left = 0;
int right = nums.length - 1;
// 使用 result 变量，省去很多繁琐的判断
int result = -1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (target < nums[mid]) {
right = mid - 1;
} else {
// 注意：找左边界，要收缩右指针
right = mid - 1;
result = mid;
}
}
return result;
}
private int binarySearchRight(int[] nums, int target) {
int left = 0;
int right = nums.length - 1;
// 使用 result 变量，省去很多繁琐的判断
int result = -1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (nums[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else if (target < nums[mid]) {
right = mid - 1;
} else {
// 注意：找右边界，要搜索左指针
left = mid + 1;
result = mid;
}
}
return result;
}