【二分查找】Leetcode 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置【中等】

在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

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]

解题思路

1、使用两次二分查找算法，分别查找目标值在数组中的开始位置和结束位置。
2、第一次二分查找找到目标值的开始位置，即最左侧的目标值。
3、第二次二分查找找到目标值的结束位置，即最右侧的目标值。
4、如果数组中不存在目标值，则返回[-1, -1]。

Java实现

public class FindFirstAndLastPositionOfElementInSortedArray {

    public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        int left = findLeft(nums, target);
        int right = findRight(nums, target);
        return new int[]{left, right};
    }

    // 二分查找目标值的起始位置
    private int findLeft(int[] nums, int target) {
        int left = 0, right = nums.length - 1;
        int result = -1;

        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] == target) {
                result = mid;
                //向左查找相邻位是否存在一样的数值
                right = mid - 1;
            } else if (nums[mid] < target) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }

        return result;
    }
    // 二分查找目标值的结束位置
    private int findRight(int[] nums, int target) {
        int left = 0, right = nums.length - 1;
        int result = -1;

        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] == target) {
                result = mid;
                //向右查找相邻位是否存在一样的数值
                left = mid + 1;
            } else if (nums[mid] < target) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }

        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        FindFirstAndLastPositionOfElementInSortedArray solution = new FindFirstAndLastPositionOfElementInSortedArray();
        int[] nums = {5, 7, 7, 8, 8, 10};
        int target = 7;
        int[] range = solution.searchRange(nums, target);
        System.out.println("Range: [" + range[0] + ", " + range[1] + "]"); // Output: [3, 4]
    }
}