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lcof / 面试题11. 旋转数组的最小数字 / README

发布于 2024-06-17 01:04:42 字数 7814 浏览 0 评论 0 收藏 0

面试题 11. 旋转数组的最小数字

题目描述

把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,我们称之为数组的旋转。

给你一个可能存在 重复 元素值的数组 numbers ,它原来是一个升序排列的数组,并按上述情形进行了一次旋转。请返回旋转数组的最小元素。例如,数组 [3,4,5,1,2][1,2,3,4,5] 的一次旋转,该数组的最小值为1。  

示例 1:

输入:[3,4,5,1,2]
输出:1

示例 2:

输入:[2,2,2,0,1]
输出:0

注意:本题与主站 154 题相同:https://leetcode.cn/problems/find-minimum-in-rotated-sorted-array-ii/

解法

方法一:二分查找

二分查找的变种,需要考虑重复元素的情况。

我们定义两个指针 $l$ 和 $r$ 分别指向数组的左右两端,每次取中间元素 numbers[mid] 与右端元素 numbers[r] 比较,有以下三种情况:

  • numbers[mid] > numbers[r]:中间元素一定不是最小值,因此 $l = mid + 1$;
  • numbers[mid] < numbers[r]:中间元素可能是最小值,因此 $r = mid$;
  • numbers[mid] == numbers[r]:中间元素一定不是最小值,因此 $r = r - 1$。

循环结束时,指针 $l$ 和 $r$ 指向同一个元素,即为最小值。

时间复杂度 $(\log n)$,空间复杂度 $O(1)$。其中 $n$ 为数组长度。

注意,我们也可以每次取中间元素 numbers[mid] 与左端元素 numbers[l] 比较,但需要考虑当前 $[l,..r]$ 区间内的元素是否已经有序,即是否满足 numbers[l] < numbers[r],如果满足,直接返回 numbers[l] 即可。其它情况与上述方法类似。

class Solution:
  def minArray(self, numbers: List[int]) -> int:
    l, r = 0, len(numbers) - 1
    while l < r:
      m = (l + r) >> 1
      if numbers[m] > numbers[r]:
        l = m + 1
      elif numbers[m] < numbers[r]:
        r = m
      else:
        r -= 1
    return numbers[l]
class Solution {
  public int minArray(int[] numbers) {
    int l = 0, r = numbers.length - 1;
    while (l < r) {
      int m = (l + r) >>> 1;
      if (numbers[m] > numbers[r]) {
        l = m + 1;
      } else if (numbers[m] < numbers[r]) {
        r = m;
      } else {
        --r;
      }
    }
    return numbers[l];
  }
}
class Solution {
public:
  int minArray(vector<int>& numbers) {
    int l = 0, r = numbers.size() - 1;
    while (l < r) {
      int mid = (l + r) >> 1;
      if (numbers[mid] > numbers[r]) {
        l = mid + 1;
      } else if (numbers[mid] < numbers[r]) {
        r = mid;
      } else {
        --r;
      }
    }
    return numbers[l];
  }
};
func minArray(numbers []int) int {
  l, r := 0, len(numbers)-1
  for l < r {
    mid := (l + r) >> 1
    if numbers[mid] > numbers[r] {
      l = mid + 1
    } else if numbers[mid] < numbers[r] {
      r = mid
    } else {
      r--
    }
  }
  return numbers[l]
}
impl Solution {
  pub fn min_array(numbers: Vec<i32>) -> i32 {
    let mut l = 0;
    let mut r = numbers.len() - 1;
    while l < r {
      let mid = (l + r) >> 1;
      match numbers[mid].cmp(&numbers[r]) {
        std::cmp::Ordering::Less => {
          r = mid;
        }
        std::cmp::Ordering::Equal => {
          r -= 1;
        }
        std::cmp::Ordering::Greater => {
          l = mid + 1;
        }
      }
    }
    numbers[l]
  }
}
/**
 * @param {number[]} numbers
 * @return {number}
 */
var minArray = function (numbers) {
  let l = 0,
    r = numbers.length - 1;
  while (l < r) {
    let m = (l + r) >>> 1;
    if (numbers[m] > numbers[r]) {
      l = m + 1;
    } else if (numbers[m] < numbers[r]) {
      r = m;
    } else {
      --r;
    }
  }
  return numbers[l];
};
public class Solution {
  public int MinArray(int[] numbers) {
    int l = 0, r = numbers.Length - 1;
    while (l < r) {
      int m = (l + r) >> 1;
      if (numbers[m] > numbers[r]) {
        l = m + 1;
      } else if (numbers[m] < numbers[r]) {
        r = m;
      } else {
        --r;
      }
    }
    return numbers[l];
  }
}

方法二

class Solution:
  def minArray(self, numbers: List[int]) -> int:
    l, r = 0, len(numbers) - 1
    while l < r:
      if numbers[l] < numbers[r]:
        return numbers[l]
      mid = (l + r) >> 1
      if numbers[mid] > numbers[l]:
        l = mid + 1
      elif numbers[mid] < numbers[l]:
        r = mid
      else:
        l += 1
    return numbers[l]
class Solution {
  public int minArray(int[] numbers) {
    int l = 0, r = numbers.length - 1;
    while (l < r) {
      if (numbers[l] < numbers[r]) {
        break;
      }
      int m = (l + r) >>> 1;
      if (numbers[m] > numbers[l]) {
        l = m + 1;
      } else if (numbers[m] < numbers[l]) {
        r = m;
      } else {
        ++l;
      }
    }
    return numbers[l];
  }
}
class Solution {
public:
  int minArray(vector<int>& numbers) {
    int l = 0, r = numbers.size() - 1;
    while (l < r) {
      if (numbers[l] < numbers[r]) {
        break;
      }
      int mid = (l + r) >> 1;
      if (numbers[mid] > numbers[l]) {
        l = mid + 1;
      } else if (numbers[mid] < numbers[l]) {
        r = mid;
      } else {
        ++l;
      }
    }
    return numbers[l];
  }
};
func minArray(numbers []int) int {
  l, r := 0, len(numbers)-1
  for l < r {
    if numbers[l] < numbers[r] {
      break
    }
    mid := (l + r) >> 1
    if numbers[mid] > numbers[l] {
      l = mid + 1
    } else if numbers[mid] < numbers[l] {
      r = mid
    } else {
      l++
    }
  }
  return numbers[l]
}
impl Solution {
  pub fn min_array(numbers: Vec<i32>) -> i32 {
    let mut l = 0;
    let mut r = numbers.len() - 1;
    while l < r {
      if numbers[l] < numbers[r] {
        break;
      }
      let mid = (l + r) >> 1;
      match numbers[mid].cmp(&numbers[l]) {
        std::cmp::Ordering::Less => {
          r = mid;
        }
        std::cmp::Ordering::Equal => {
          l += 1;
        }
        std::cmp::Ordering::Greater => {
          l = mid + 1;
        }
      }
    }
    numbers[l]
  }
}
/**
 * @param {number[]} numbers
 * @return {number}
 */
var minArray = function (numbers) {
  let l = 0,
    r = numbers.length - 1;
  while (l < r) {
    if (numbers[l] < numbers[r]) {
      break;
    }
    let m = (l + r) >>> 1;
    if (numbers[m] > numbers[l]) {
      l = m + 1;
    } else if (numbers[m] < numbers[l]) {
      r = m;
    } else {
      ++l;
    }
  }
  return numbers[l];
};
public class Solution {
  public int MinArray(int[] numbers) {
    int l = 0, r = numbers.Length - 1;
    while (l < r) {
      if (numbers[l] < numbers[r]) {
        break;
      }
      int m = (l + r) >> 1;
      if (numbers[m] > numbers[l]) {
        l = m + 1;
      } else if (numbers[m] < numbers[l]) {
        r = m;
      } else {
        ++l;
      }
    }
    return numbers[l];
  }
}

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