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Find Minimum in Rotated Sorted Array

https://oj.leetcode.com/problems/find-minimum-in-rotated-sorted-array/

Suppose a sorted array is rotated at some pivot unknown to you beforehand.

(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.

解题思路:

最朴素的O(n)的方法,就是找到突然变小的那个元素,肯定是最小的。否则就说明所有元素一直变大,本来就是排序的,则返回第一个元素。

public class Solution {    public int findMin(int[] num) {        if(num.length == 0){            return 0;        }                int min = num[0];                for(int i = 0; i < num.length; i++){            if(num[i] < min){                return num[i];            }        }        return min;    }}

 不过本题还有一个二分查找的方法,可以将时间复杂度降为O(lgN)。代码如下。

public class Solution {    public int findMin(int[] num) {        if(num.length == 0){            return 0;        }                if(num.length == 1){            return num[0];        }                int start = 0;        int end = num.length - 1;        int min = Integer.MAX_VALUE;                if(num[start] < num[end]){            return num[start];        }                while(start <= end){            if(start == end){                return Math.min(min, num[start]);            }            int mid = (start + end) / 2;                        if(num[start] <= num[mid]){                min = Math.min(min, num[start]);                start = mid + 1;            }else{                min = Math.min(min, num[mid]);                end = mid - 1;            }        }        return min;    }}

二分查找是一个很简单,却很难完全写对的算法,编程珠玑里写道,差不多只有10%的程序员能正确的实现它。问题主要处在边界变量的定义,和循环条件的定义上。让我们从程序的开头看起。

将end定义为length - 1,就意味着这是一个[0, length - 1]的左右都闭合的区间,所以循环的条件一定是start <= end。所以再到循环内部,start = mid + 1, end = mid - 1,都是因为这是一个闭合的区间,这样做才不会漏元素。

如果end定义为length,那么就意味着这个区间是左闭合有开的,[0, length)。所以后面while的条件就变为start < end,循环内部,start = mid + 1, end = mid。

这样理解起来就不会出错。其实这就是循环不变式的概念,invariant。可以参考下面的页面,对于这个比较基础的知识介绍的很好。

http://www.cppblog.com/converse/archive/2009/09/21/96893.aspx

Find Minimum in Rotated Sorted Array