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153. 寻找旋转排序数组中的最小值

题目

已知一个长度为 n 的数组,预先按照升序排列,经由 1n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

你必须设计一个时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。

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 3 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。

提示:

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 5000
  • -5000 <= nums[i] <= 5000
  • nums 中的所有整数 互不相同
  • nums 原来是一个升序排序的数组,并进行了 1n 次旋转

解答

思路

nums 可能是一段递增的数组,也可能是两段递增的数组。因此以 target = nums[n - 1] 作为分界点:

  • 蓝色表示 nums[mid] < target,它可能是 最小值或在最小值右侧
  • 红色表示 nums[mid] > target,它在 最小值的左侧
  • 根据这一定义,nums[n - 1] 一定是蓝色,所以我们在 [0, n - 2] 中进行二分

代码

C++ 代码

cpp
class Solution {
public:
    int findMin(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        int left = 0;
        int right = n - 2;
        int target = nums[n - 1];

        while (left <= right) {
            int mid = (left + right) / 2;

            if (nums[mid] < target) {
                right = mid - 1;
            }
            else {
                left = mid + 1;
            }
        }

        return nums[left];
    }
};

Python 代码

python
class Solution:
    def findMin(self, nums: List[int]) -> int:
        left = -1
        right = len(nums) - 1

        while left + 1 < right:
            mid = (left + right) // 2

            if nums[mid] < nums[-1]:
                right = mid
            else:
                left = mid
        
        return nums[right]

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