旋转数组
题一、寻找旋转排序数组中的最小值
已知一个长度为 n 的数组,预先按照升序排列,经由 1 到 n 次 旋转 后,得到输入数组。例如,原数组 nums = [0,1,2,4,5,6,7] 在变化后可能得到:
- 若旋转 4 次,则可以得到 [4,5,6,7,0,1,2]
- 若旋转 7 次,则可以得到 [0,1,2,4,5,6,7]
注意,数组 [a[0], a[1], a[2], ..., a[n-1]] 旋转一次 的结果为数组 [a[n-1], a[0], a[1], a[2], ..., a[n-2]] 。
给你一个元素值 互不相同 的数组 nums ,它原来是一个升序排列的数组,并按上述情形进行了多次旋转。请你找出并返回数组中的 最小元素 。
示例1:
输入:nums = [3,4,5,1,2]
输出:1
解释:原数组为 [1,2,3,4,5] ,旋转 3 次得到输入数组。
示例2:
输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2]
输出:0
解释:原数组为 [0,1,2,4,5,6,7] ,旋转 4 次得到输入数组。
示例3:
输入:nums = [11,13,15,17]
输出:11
解释:原数组为 [11,13,15,17] ,旋转 4 次得到输入数组。
方案A、二分查找法
思路: 旋转后的数组, 在最小值右侧的元素,它们的值一定都小于等于 x
;而在最小值左侧的元素,它们的值一定都大于等于 x
。因此,我们可以根据这一条性质,通过二分查找的方法找出最小值。在二分查找的每一步中,左边界为 low
,右边界为 high
,区间的中点为 pivot
,最小值就在该区间内。我们将中轴元素 numbers[pivot]
与右边界元素 numbers[high]
进行比较,可能会有以下的三种情况:
-
numbers[pivot]<numbers[high]
说明numbers[pivot]
是最小值右侧的元素 -
numbers[pivot]>numbers[high]
说明numbers[pivot]
是最小值左侧的元素 -
numbers[pivot]==numbers[high]
, 由于重复元素的存在,我们并不能确定numbers[pivot]
究竟在最小值的左侧还是右侧,因此我们不能莽撞地忽略某一部分的元素。我们唯一可以知道的是,由于它们的值相同,所以无论numbers[high]
是不是最小值,都有一个它的「替代品」numbers[pivot]
,因此我们可以忽略二分查找区间的右端点
当二分查找结束时,我们就得到了最小值所在的位置。
实现
function minArray(nums) {
let low = 0;
let high = nums.length - 1;
while (low < high) {
const pivot = (low + high) >> 1;
if (nums[pivot] < nums[high]) {
high = pivot;
} else if (nums[pivot] > nums[high]) {
low = pivot + 1;
} else {
high -= 1;
}
}
return nums[low];
}