34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

问题

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]

分析

两次二分。开区间好理解。另外，注意每次使用l判断时，要先判断l > -1，使用r判断时，要先判断r < q_n。

代码

class Solution {
public:
    vector<int> q;
    int target;
    int q_n;
    vector<int> bi_search() {
        int l = -1, r = q_n;
        while(l+1 < r) {
            int mid = (l+r) >> 1;
            if (q[mid] >= target) {
                r = mid;
            } else {
                l = mid;
            }
        }
        // 判断，如果r没动或者q[r]不是target，都说明不存在target
        if (r == q_n || q[r] != target) {return vector<int> {-1, -1};}
        vector<int> res;
        int ans_l = r; l = -1; r = q_n;
        while(l+1 < r) {
            int mid = (l+r) >> 1;
            if (q[mid] > target) {
                r = mid;
            } else {
                l = mid;
            }
        }
        // 运行到此说明target存在，不需要再判断了
        int ans_r = l;
        res.push_back(ans_l); res.push_back(ans_r);
        return res;
    }
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        this->q = nums;
        this->q_n = nums.size();
        this->target = target;
        return bi_search();
    }
};