题目描述(中等难度)

81. Search in Rotated Sorted Array II - 图1

33题的升级版,数组的操作没有变,所谓的旋转数组,就是把有序数组前边若干个数字移动到末尾。区别在于这道题出现了重复的数字,同样是找 target。

解法一

把数组遍历一遍,然后依次判断数字是否相等的解法,当然就不用说了。这里直接在33 题解法三的基础上去修改。33 题算法基于一个事实,数组从任意位置劈开后,至少有一半是有序的,什么意思呢?

比如 [ 4 5 6 7 1 2 3] ,从 7 劈开,左边是 [ 4 5 6 7] 右边是 [ 7 1 2 3],左边是有序的。

基于这个事实。

我们可以先找到哪一段是有序的 (只要判断端点即可),知道了哪一段有序,我们只需要用正常的二分法就够了,只需要看 target 在不在这一段里,如果在,那么就把另一半丢弃。如果不在,那么就把这一段丢弃。

  1. public int search(int[] nums, int target) {
  2. int start = 0;
  3. int end = nums.length - 1;
  4. while (start <= end) {
  5. int mid = (start + end) / 2;
  6. if (target == nums[mid]) {
  7. return mid;
  8. }
  9. //左半段是有序的
  10. if (nums[start] <= nums[mid]) {
  11. //target 在这段里
  12. if (target >= nums[start] && target < nums[mid]) {
  13. end = mid - 1;
  14. //target 在另一段里
  15. } else {
  16. start = mid + 1;
  17. }
  18. //右半段是有序的
  19. } else {
  20. if (target > nums[mid] && target <= nums[end]) {
  21. start = mid + 1;
  22. } else {
  23. end = mid - 1;
  24. }
  25. }
  26. }
  27. return -1;
  28. }

如果不加修改,直接放到 leetcode 上跑,发现 nums = [ 1, 3, 1, 1, 1 ] ,target = 3,返回了 false,当然是不对的了。原因就出现在了,我们在判断哪段有序的时候,当 nums [ start ] <= nums [ mid ] 是认为左半段有序。而由于这道题出现了重复数字,此时的 nums [ start ] = 1, nums [ mid ] = 1,但此时左半段 [ 1, 3, 1 ] 并不是有序的,所以造成我们的算法错误。

所以 nums[start] == nums[mid] 需要我们单独考虑了。操作也很简单,参考这里-on-average-o(n)-worst-case),当相等的时候,我们只需要让 start++ 就够了。

  1. public boolean search(int[] nums, int target) {
  2. int start = 0;
  3. int end = nums.length - 1;
  4. while (start <= end) {
  5. int mid = (start + end) / 2;
  6. if (target == nums[mid]) {
  7. return true;
  8. }
  9. //左半段有序
  10. if (nums[start] < nums[mid]) {
  11. if (target >= nums[start] && target < nums[mid]) {
  12. end = mid - 1;
  13. } else {
  14. start = mid + 1;
  15. }
  16. } else if(nums[start] == nums[mid]){
  17. start++;
  18. //右半段有序
  19. }else{
  20. if (target > nums[mid] && target <= nums[end]) {
  21. start = mid + 1;
  22. } else {
  23. end = mid - 1;
  24. }
  25. }
  26. }
  27. return false;
  28. }

时间复杂度:最好的情况,如果没有遇到 nums [ start ] == nums [ mid ],还是 O(log(n))。当然最差的情况,如果是类似于这种 [ 1, 1, 1, 1, 2, 1 ] ,target = 2,就是 O ( n ) 了。

空间复杂度:O ( 1 )。

基于之前的算法,找出问题所在,然后思考解决方案。开始自己一直纠结于怎么保持时间复杂度还是 log ( n ),也没想出解决方案,看了 discuss,发现似乎只能权衡一下。另外 33题 的另外两种解法,好像对于这道题完全失效了,如果大家发现怎么修改,欢迎和我交流。

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