【练习】【二分】力扣热题100 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

题目

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 O(log n) 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]

来源：力扣热题100 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

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思路（注意事项）

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纯代码

class Solution {
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        vector<int> ans;
        int n = nums.size();
        if (n == 0) return {-1, -1};
        int l = 0, r = n - 1;
        while (l < r)
        {
            int mid = l + r >> 1;
            if (nums[mid] >= target) r = mid;
            else l = mid + 1;
        }
        if (nums[r] == target) ans.push_back(r);
        else 
        {
            ans.push_back(-1);
            ans.push_back(-1);
            return ans;
        }

        l = 0;
        r = n - 1;
        while (l < r)
        {
            int mid = l + r + 1 >> 1;
            if (nums[mid] <= target) l = mid;
            else r = mid - 1;
        }
        ans.push_back(r);

        return ans;
    }
};

题解（加注释）

class Solution {
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        vector<int> ans;  // 存储结果的数组
        int n = nums.size();  // 数组的长度

        // 如果数组为空，直接返回 {-1, -1}
        if (n == 0) return {-1, -1};

        // 第一次二分查找：查找 target 的起始位置
        int l = 0, r = n - 1;  // 初始化左右指针
        while (l < r) {
            int mid = l + r >> 1;  // 计算中间位置
            if (nums[mid] >= target) r = mid;  // 如果中间值大于等于 target，缩小右边界
            else l = mid + 1;  // 否则缩小左边界
        }

        // 检查是否找到 target
        if (nums[r] == target) ans.push_back(r);  // 如果找到，将起始位置加入结果
        else {
            ans.push_back(-1);  // 如果没找到，返回 {-1, -1}
            ans.push_back(-1);
            return ans;
        }

        // 第二次二分查找：查找 target 的结束位置
        l = 0;  // 重置左指针
        r = n - 1;  // 重置右指针
        while (l < r) {
            int mid = l + r + 1 >> 1;  // 计算中间位置（注意 +1 防止死循环）
            if (nums[mid] <= target) l = mid;  // 如果中间值小于等于 target，缩小左边界
            else r = mid - 1;  // 否则缩小右边界
        }

        // 将结束位置加入结果
        ans.push_back(r);

        return ans;  // 返回结果
    }
};