33. 搜索旋转排序数组

整数数组 nums 按升序排列,数组中的值 互不相同 。

在传递给函数之前,nums 在预先未知的某个下标 k(0 <= k < nums.length)上进行了 旋转,使数组变为 [nums[k], nums[k+1], …, nums[n-1], nums[0], nums[1], …, nums[k-1]](下标 从 0 开始 计数)。例如, [0,1,2,4,5,6,7] 在下标 3 处经旋转后可能变为 [4,5,6,7,0,1,2] 。

给你 旋转后 的数组 nums 和一个整数 target ,如果 nums 中存在这个目标值 target ,则返回它的下标,否则返回 -1 。

示例 1:

输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 0
输出:4

示例 2:

输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2], target = 3
输出:-1

示例 3:

输入:nums = [1], target = 0
输出:-1

提示:

  • 1 <= nums.length <= 5000
  • -10^4 <= nums[i] <= 10^4
  • nums 中的每个值都 独一无二
  • 题目数据保证 nums 在预先未知的某个下标上进行了旋转
  • -10^4 <= target <= 10^4

进阶:你可以设计一个时间复杂度为 O(log n) 的解决方案吗?

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/search-in-rotated-sorted-array
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一解

使用二分法,设 l,r 二分法的搜索范围,则mid = (l + r)//2 ,由于数组发生(或没发生)了旋转,mid 的两侧至少一侧有序比,如数组 [4,5,6,7,8,0,1,2] ,当 mid = 3 时,左侧有序 [4,5] ,查找思路如下:

  1. 判断两侧哪一侧有序,假设为 mid 的左侧(右侧同理)。
  2. 判断 target 是否在 mid 的左侧:
    1. 是:r = mid - 1
    2. 不是:l = mid + 1

class Solution:
    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        l, r = 0, len(nums) - 1
        while l <= r:
            mid = l + (r - l)//2
            if nums[mid] == target:
                return mid
            # 注意等号,考虑情况 [3, 1] 1
            if nums[mid] >= nums[0]:
                if nums[0] <= target < nums[mid]:
                    r = mid - 1
                else:
                    l = mid + 1
            else:
                if nums[mid] < target <= nums[r]:
                    l = mid + 1
                else:
                    r = mid - 1
        return -1
  • 时间复杂度 O(logn):二分法。
  • 空间复杂度 O(1)。