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LeetCode 新题: Find Minimum in Rotated Sorted Array 解题报告-二分法模板解法

Find Minimum in Rotated Sorted Array
Question Solution
Suppose a sorted array is rotated at some pivot unknown to youbeforehand.

(i.e., 0 1 2 4 5 6 7 might become 4 5 6 7 0 1 2).

Find the minimum element.

You may assume no duplicate exists in the array.

解答1:
这个题目trick的地方在于,它的旋转pivot次数未知。所以有可能它转了一圈又转回了原处

所以我们代码要处理2种情况:
我们还是用二分法来做。比起全部扫一次,二分法可以做到LogN的复杂度。
1. Sorted 

 这种情况简单,先计算出mid的值,如果它处在左右的中间,证明这个数列是正常的sorted,直接返回左边。

2. 中间断开(也就是说旋转过)
我们的目的是要找出存在断口的地方。所以我们可以每次求一下mid的值,把mid跟左边比一下,如果是正常序,就丢掉左边,反之丢掉右边,不断反复直到找到断口。
分析一下:
比如4 5 6 7 0 1 2  从中间断开后,它是由一个有序跟一个无序的序列组成的。
如果left = 0, right = 6,mid = 3, 那么4, 5, 6, 7 是正序, 7, 0, 1,2是逆序,所以我们要丢掉左边。这样反复操作,直到数列中只有2个数字,就是断开处,这题我们会得到7,0,返回后一个就可以了。

以下图示简单描述了通过三步操作逐步逼近断口处。每一次我们可以扔掉一半,速度是LogN.

【Leetcode】Find <wbr>Minimum <wbr>in <wbr>Rotated <wbr>Sorted <wbr>Array <wbr>解题报告

注意,丢掉半边时,mid不可以丢掉,因为有可能mid就是答案。
例子: 3, 1, 2 的时候,3, 1是逆序,1, 2是正序,如果你扔掉1,2你就丢掉了答案。
 1 // Solution 1: 2     public int findMin1(int[] num) { 3         if (num == null || num.length == 0) { 4             return 0; 5         } 6          7         if (num.length == 1) { 8             return num[0]; 9         }10         11         12         // 至少有2个元素,才有讨论的价值 13         int l = 0;14         int r = num.length - 1;15         16         while (l < r) {17             int mid = l + (r - l)/2;18             // Means that there is no rotate.19             if (num[mid] >= num[l] && num[mid] <= num[r]) {20                 return num[0];21             }22             23             // rotate > 0的情况 24             if (l == r - 1) {25                 // 当只余下2个元素的时候,这里是断点,右边的是小值26                 return num[r];27             }28             29             if (num[mid] >= num[l]) {30                 // The left side is sorted. Discard left.31                 l = mid;32             } else {33                 // The right side is sorted.34                 r = mid;35             }36         }37         38         return 0;39     }
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解答2:
采用九章算法的二分法模板来解:
这个模板最大的好处是 while(left < right - 1) 这样的话,终止时就一定是left = right - 1,而且mid 一直会是在中间,不会靠到left去。判断起来会相当
便利。
 1 // solution 2: 2     public int findMin(int[] A) { 3         if (A == null || A.length == 0) { 4             return 0; 5         } 6          7         if (A.length == 1) { 8             return A[0]; 9         } else if (A.length == 2) {10             return Math.min(A[0], A[1]);11         }12         13         // 至少有3个元素,才有讨论的价值 14         int l = 0;15         int r = A.length - 1;16         17         while (l < r - 1) {18             int m = l + (r - l) / 2;19             20             // means that there is no rotate.21             if (A[m] < A[r] && A[m] > A[l]) {22                 return A[0];23             }24             25             // left side is sorted.26             if (A[m] > A[l]) {27                 l = m;28             } else {29                 r = m;30             }31         }32         33         return A[r];34     }
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所以以后一定要多使用模板化的编程 ,特别是这里总结的二分法模板:
 1         while (l < r - 1) { 2             int m = l + (r - l) / 2; 3              4             // means that there is no rotate. 5             ... 这里添加各种退出条件,比如找到了目标值等 8              9             // left side is sorted.10             if (A[m] > A[l]) {11                 l = m;12             } else {13                 r = m;14             }15         }    

 

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