《算法题讲解指南:优选算法-二分查找》--23.寻找旋转排序数组中的最小值,24.0~n-1中缺失的数字

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目录
23.寻找旋转排序数组中的最小值
题目链接:
153. 寻找旋转排序数组中的最小值 - 力扣
题目描述:

题目示例:

解法(二分查找):
算法思路:
题目中的数组规则如下图所示:

其中 C 点就是我们要求的点。
二分的本质:找到一个判断标准,使得查找区间能够一分为二。
通过图像我们可以发现,【A,B】 区间内的点都是严格大于 D 点的值的,C 点的值是严格小于 D 点的值的。但是当【C,D】区间只有一个元素的时候,C 点的值是可能等于 D 点的值的。
因此,初始化左右两个指针 left,right:
然后根据 mid 的落点,我们可以划分下一个查询的区间:
- 当 mid 在【A,B】区间的时候,也就是 mid 位置的值严格大于 D 点的值,下一次查询区间在【mid+1,right】上;
- 当
mid在【C,D】区间的时候,也就是 mid 位置的值严格小于等于 D 点的值,下次查询区间【left,mid】在上。
当区间长度变成 1 的时候,就是我们要找的结果。
C++算法代码:(以nums[ n - 1 ]为参照物)
class Solution { public: int findMin(vector<int>& nums) { //选择nums[n - 1]作为参照物 int left = 0; int right = nums.size() - 1; while(left < right) { int mid = left + (right - left) / 2; if(nums[mid] > nums[nums.size() - 1]) { left = mid + 1; } else { right = mid; } } return nums[left]; } };C++算法代码:(以nums[ 0 ]为参照物)
class Solution { public: int findMin(vector<int>& nums) { //选择nums[0]作为参照物 int left = 0; int right = nums.size() - 1; while(left < right) { int mid = left + (right - left + 1) / 2; if(nums[mid] >= nums[0]) { left = mid; } else { right = mid - 1; } }//循环结束left与right相遇的位置是数组最大值, //left+1位置则是最小值(数组不是一直递增的情况) if(left == nums.size() - 1)//特殊情况:旋转到数组一直递增 { return nums[0]; } return nums[left + 1]; } };算法总结及流程解析:


24.0~n-1中缺失的数字
题目链接:
LCR 173. 点名 - 力扣(LeetCode)
题目描述:

题目示例:

解法(二分查找):
算法思路:
关于这道题中,时间复杂度为 O(N) 的解法有很多种,而且也都比较好想到,这里就不再赘述。本题我们主要介绍的是一个时间复杂度为 O(logN) 的最优解法二分法:
在这个升序的数组中,我们发现:
- 在第一个缺失位置的左边,数组内元素都是与数组下标相等的;
- 在第一个缺失位置的右边,数组内的元素都是与数组下标不相等的。
因此,我们可以利用这个【二段性】,来使用【二分查找】算法。
C++算法代码:
class Solution { public: int takeAttendance(vector<int>& records) { int left = 0; int right = records.size() - 1; while(left < right) { int mid = left + (right - left) / 2; if(mid >= records[mid]) { left = mid + 1; } else { right = mid; } } if(left == records[left]) { return records[left] + 1; } return records[left] - 1; } };算法总结及流程解析:

结束语
到此,23.寻找旋转排序数组中的最小值,24.0~n-1中缺失的数字 这两道算法题就讲解完了。旋转排序数组最小值:利用区间二段性,比较中点与右端点值,收缩查找范围至单个元素。缺失数字查找:根据元素值与下标关系二分,定位首个不匹配位置。希望大家能有所收获!