劍指Offer第11題——旋轉(zhuǎn)數(shù)組中的最小值

把一個(gè)數(shù)組最開始的若干個(gè)元素搬到數(shù)組的末尾椎工,我們稱之為數(shù)組的旋轉(zhuǎn)。 輸入一個(gè)非遞減排序的數(shù)組的一個(gè)旋轉(zhuǎn),輸出旋轉(zhuǎn)數(shù)組的最小元素发钝。 例如數(shù)組{3,4,5,1,2}為{1,2,3,4,5}的一個(gè)旋轉(zhuǎn)菇篡,該數(shù)組的最小值為1漩符。 NOTE:給出的所有元素都大于0,若數(shù)組大小為0驱还,請返回0嗜暴。

一個(gè)有序數(shù)組旋轉(zhuǎn)后,分成了兩個(gè)有序的子數(shù)組议蟆,這樣一個(gè)大數(shù)組相當(dāng)于一定程度上是有序的闷沥。因此可以嘗試使用二分法。mid = low + (high - low)/2咐容,始終將mid和high處的值作比較舆逃。分三種情況。

  • array[mid] > array[high] 此時(shí)mid肯定還處于左側(cè)數(shù)組之中,要找的最小值在右側(cè)數(shù)組中路狮,最小值肯定在mid的右側(cè)虫啥,所以可以直接把low移動(dòng)到mid的下一個(gè)位置,即low=mid+1奄妨。
  • array[mid] < array[high] 此時(shí)mid肯定處于右側(cè)數(shù)組之中涂籽,要找的最小值可能為mid的值或者mid右邊的值,所以high只能縮小到mid砸抛,不能縮小到mid-1评雌。
  • array[mid] == array[high],此時(shí)無法分辨mid處于左半數(shù)組還是右半數(shù)組直焙。比如{1, 0, 1, 1, 1}和{1, 1, 1, 0, 1}都是數(shù)組{0, 1, 1, 1, 1}的旋轉(zhuǎn)數(shù)組景东。此時(shí)mid處和high處的值一樣,若根據(jù)low縮小范圍奔誓,對于{1, 0, 1, 1, 1}最小值將被跳過斤吐;如果根據(jù)high縮小范圍,對于{1, 1, 1, 0, 1}最小值也會(huì)被跳過丝里。所以此時(shí)只能放棄二分查找曲初,既然mid處和high處的值相同,那么就讓high--杯聚,讓mid和high前面的值作比較臼婆。如果mid和high都是最小值,就算放棄了high也能在mid處找到最小值幌绍。

只要low<high(不含等于)颁褂,就一直重復(fù)以上比較過程,一直比到low與high指向同一個(gè)元素傀广,到low==high的時(shí)候退出颁独,其實(shí)low == high時(shí)候還進(jìn)入循環(huán),也沒有錯(cuò)伪冰,此時(shí)只會(huì)造成high--誓酒,而我們返回的是array[low],值不會(huì)影響贮聂,但是何必進(jìn)行這次無意義的比較呢靠柑。
PS:為什么要把mid和high作比較,而不能讓mid和low作比較吓懈,試想如果最后范圍縮小到剩下{1, 2}此時(shí)array[low] == array[mid]歼冰,如果low++就跳過最小元素了,此種情況可以寫一個(gè)min(int low, int high)方法耻警,直接返回[low, high]范圍內(nèi)的最小值隔嫡。比起用high來和mid比較甸怕,麻煩了不少。

 public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
        if (array==null || array.length == 0) {
            return 0;
        }

        int low = 0;
        int high = array.length - 1;
        while (low < high) {
            int mid = low + (high - low) / 2;
            // 此時(shí)mid一定在左半數(shù)組中腮恩,最小值在mid的右邊
            if (array[mid] > array[high]) {
                low = mid + 1;
              // 此時(shí)mid一定在右半數(shù)組中梢杭,最小值在mid的左邊或就是mid本身
            } else if (array[mid] < array[high]) {
                high = mid;
              // 暫時(shí)放棄二分查找,和前一個(gè)字符繼續(xù)比較
            } else {
                high--;
            }
        }
        // low == high時(shí)推出循環(huán)并返回
        return array[low];
    }
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