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力扣153(java&python)-寻找旋转排序数组中的最小值(中等)

时间:2022-11-26 15:47:00浏览次数:50  
标签:153 right java nums python mid 最小值 数组 left

题目:

已知一个长度为 n 的数组,预先按照升序排列,经由 1 到 n 次 旋转 后,得到输入数组。例如,原数组 nums = [0,1,2,4,5,6,7] 在变化后可能得到:
若旋转 4 次,则可以得到 [4,5,6,7,0,1,2]
若旋转 7 次,则可以得到 [0,1,2,4,5,6,7]
注意,数组 [a[0], a[1], a[2], ..., a[n-1]] 旋转一次 的结果为数组 [a[n-1], a[0], a[1], a[2], ..., a[n-2]] 。

给你一个元素值互不相同 的数组 nums ,它原来是一个升序排列的数组,并按上述情形进行了多次旋转。请你找出并返回数组中的最小元素 。

你必须设计一个时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。

 示例 1:

输入:nums = [3,4,5,1,2]
输出:1
解释:原数组为 [1,2,3,4,5] ,旋转 3 次得到输入数组。
示例 2:

输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2]
输出:0
解释:原数组为 [0,1,2,4,5,6,7] ,旋转 4 次得到输入数组。
示例 3:

输入:nums = [11,13,15,17]
输出:11
解释:原数组为 [11,13,15,17] ,旋转 4 次得到输入数组。
 

提示:

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 5000
  • -5000 <= nums[i] <= 5000
  • nums 中的所有整数 互不相同
  • nums 原来是一个升序排序的数组,并进行了 1 至 n 次旋转

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/find-minimum-in-rotated-sorted-array
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解题思路:

【暴力解法】

直接遍历数组的每个数,然后更新最小值,遍历完后最小值也就得到了。

1 class Solution {
2     public int findMin(int[] nums) {
3         int MinNum =  nums[0], n = nums.length;
4         for (int i = 0; i < n; i++){
5             MinNum = Math.min(MinNum, nums[i]);
6         }
7         return MinNum;
8     }
9 }

 【二分查找】

题解参考@【liweiwei1419】:https://leetcode.cn/problems/find-minimum-in-rotated-sorted-array/solution/er-fen-fa-fen-zhi-fa-python-dai-ma-java-dai-ma-by-/(疯狂安利这位老师,他的二分查找讲的很细致)

旋转数组的特点:

1.多次旋转等价于一次旋转:因为除了旋转n次得到的是原数组以外,其他都将原数组分为了两个升序区间;

2.旋转后的数组中最大值和最小值相邻:如果最大值的右边存在的话,那么最大值右边的数一定是最小值;

3.如果两点是上升的,那么两点之前意思一定是上升的。也就是如果左边 < 中间,则从左边到中间就一定是上升的。看图理解:

 如果是图片这样,那么原数组就一定不是升序的,所以旋转以后才是这样。

这样的话,和之间不包含重复元素的旋转数组寻找目标值的写法差不多,区别在于一个是找目标值一个是找最小值。这个最小值的查找就需要中间值与左右两端值的比较,来缩小查找区间,从而想到用二分查找,但是中间值和左端值比较,还是右端值比较呢?下面分别列举出左右两端的比较情况再做决定!

1.比较 左边 和 中间:

 上图两种情况,左边 都小于 中间,但是最小值一个中间值的后面,一个在中间值的前面。特例就是,最小值在第一个位置上。

实例:

eg1:[1,2,3,4,5]  中间数3

eg2:[3,4,5,1,2]  中间数5

两个例子的中间数都大于左边,但是最小值一个在中位数的左边,一个在中位数的右边。

2.比较 右边 和 中间:

 上图两种情况,右边 都大于 中间,最小值都在中间值的前面。

最极端的情况就是,最小值就在中间。

实例:

eg1:[7,8,9,10,1,2,3]  中间数10,比右边界3大,因此中间数左边的数以及中间数都不是最小值,这时需要缩小搜索区间,往右走,左边界设置为left = mid + 1;

eg2:[6,7,1,2,3]  中间数1,比3小,说明1-3这个区间是升序的,那么中间数右边的数一定不是最小数(但是中间数就可能是最小数),故缩小搜索区间,设置有右边界为right = mid;

 注意:这里的搜索区间变换,left != mid,即没有在[mid, right]之间哦,所以mid就向下取整就可以!!!

所以,为了操作方便,直接比较中间值和右边。

  • while (left < right)
  • nums[mid] < nums[right]:有可能mid就是最小值,故搜索区间为[left, mid] 即right = mid;
  • nums[mid] > nums[right]:最小值一定在mid的右边,故搜索区间为[mid+ 1, right] 即left = mid +1;
  • 循环结束是left == mid,且一定存在最小元素,直接返回nums[left]即可。

java代码(left < right):

 1 class Solution {
 2     public int findMin(int[] nums) {
 3         int left = 0, right = nums.length - 1;
 4         while (left < right){
 5             int mid = left + (right - left) / 2;
 6             if (nums[mid] < nums[right]){
 7                 //nums[mid]有可能就是最小值
 8                 //搜索区间为[left, mid]
 9                 right = mid;
10             }else {
11                 //nums[mid] > nums[right],mid一定不是最小值
12                 //搜索区间为[mid + 1, right]
13                 left = mid + 1;
14             }
15         }
16         //一定有最小值,不用继续判断
17         return nums[left];
18     }
19 }

 python3代码(left <= right):

 1 class Solution:
 2     def findMin(self, nums: List[int]) -> int:
 3         left, right = 0, len(nums) - 1
 4         while left <= right:
 5             mid = left + (right - left) // 2
 6             if nums[mid] < nums[right]:
 7                 right = mid
 8             else:
 9                 left = mid + 1
10         return nums[right]

标签:153,right,java,nums,python,mid,最小值,数组,left
From: https://www.cnblogs.com/liu-myu/p/16926963.html

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