每日一练(7)(旋转数组的最小数字)

title: 每日一练(7):旋转数组的最小数字
categories:[剑指offer]
tags:[每日一练]
date: 2022/01/20
每日一练(7):旋转数组的最小数字 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] 为 [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
【每日一练(7)(旋转数组的最小数字)】示例 2:
输入:[2,2,2,0,1]
输出:0
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/probl...
方法一:二分查找
算法流程:

  • 1.初始化: 声明 i, j 双指针分别指向 nums 数组左右两端;
  • 2.循环二分: 设 m = (i + j) / 2 为每次二分的中点( "/" 代表向下取整除法,因此恒有 i ≤ m < j ),
    可分为以下三种情况:
    • 1.当 nums[m] > nums[j] 时: m 一定在 左排序数组 中,即旋转点 x 一定在 [m + 1, j] 闭区间内,因此执行 i=m+1;
    • 2.当 nums[m] < nums[j] 时: m 一定在 右排序数组 中,即旋转点 x 一定在 [i, m] 闭区间内,因此执行 j = m;
    • 3.当 nums[m] = nums[j]时: 无法判断 m 在哪个排序数组中,即无法判断旋转点 x 在 [i, m] 还是 [m + 1, j] 区间中。解决方案: 执行 j = j - 1 缩小判断范围,分析见下文。
  • 3.返回值: 当 i=j 时跳出二分循环,并返回 旋转点的值 nums[i] 即可。
复杂度:
  • 时间复杂度 O(log_2 N) : 在特例情况下(例如 [1, 1, 1, 1] ),会退化到 O(N)。
  • 空间复杂度 O(1) : i , j , m 变量使用常数大小的额外空间。
int minArray(vector& numbers) { int i = 0, j = numbers.size() - 1; while (i < j) { int m = (i + j) / 2; if (numbers[m] > numbers[j]) { //[m + 1, j] 闭区间内 i = m + 1; } else if (numbers[m] < numbers[j]) { //[i, m] 闭区间内 j = m; } else {//缩小判断范围 j--; } } return numbers[i]; }

方法二:线性查找
实际上,当出现 nums[m] = nums[j] 时,一定有区间 [i, m] 内所有元素相等 或 区间 [m, j] 内所有元素相等(或两者皆满足)。对于寻找此类数组的最小值问题,可直接放弃二分查找,而使用线性查找替代。
int minArray(vector& numbers) { int i = 0, j = numbers.size() - 1; while (i < j) { int m = (i + j) / 2; if (numbers[m] > numbers[j]) {//[m + 1, j] 闭区间内 i = m + 1; } else if (numbers[m] < numbers[j]) {//[i, m] 闭区间内 j = m; } else { int x = i; for(int k = i + 1; k < j; k++) { if(numbers[k] < numbers[x]) { x = k; } } return numbers[x]; } } return numbers[i]; }

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