# 「力扣」第 153 题:旋转排序数组的最小值(中等)
- 题目地址:153. 寻找旋转排序数组中的最小值 (opens new window);
- 题解地址:二分查找(分析为什么可以一分为二、以及为什么比较 nums[mid] 和 nums[right]) (opens new window)。
# 题目描述
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。
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1
至n
次旋转
说明:本题解于 2022 年 8 月 31 日重写。
# 理解题意
「旋转」的定义:把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾。
# 分析旋转数组的特点
- 多次旋转等价于旋转一次;
- 只会有一次「转折」,一分为二看,一定有一段是有序的;
- 重点理解 1:最大值和最小值「相邻」:即:最大值的右边,如果有的话,一定是最小值;
- 重点理解 2:如果两点是「上升」的,那么两点之间一定是「上升」的。
下面说明「如果两点是「上升」的,那么两点之间一定是「上升」的」。如图:
「左边」< 「中间」,从 「左边」到「中间」就一定是「上升」的,否则就不是「旋转有序数组」。
# 比较「左边」「中间」还是「中间」「右边」
- 比较「左边」和「中间」会发现最小值可能在前面,也可能在后面
下图都满足「左边」<「中间」,但是左图最小值在后面,右图最小值在前面。
最极端就是上图右边这种情况,最小值在数组的第 1 位。
- 比较「中间」「右边」可以确定最小值的位置
下图都满足「中间」<「右边」,并且最小值都在前面。
最极端的情况下,当「中间」<「右边」时,最小值在「中间」。
所以我们可以通过比较「中间」和「右边」,知道旋转数组的最小值在哪里。如果要比较「中间」和「左边」,需要做一些分类讨论,使得解决问题变得复杂。
提示:看到这里感觉有疑问的朋友,可以回头看看「分析旋转数组的特点」这部分的 4 个特点,在草稿纸上写写画画,就清楚了。
参考代码:
public class Solution {
public int findMin(int[] nums) {
int len = nums.length;
int left = 0;
int right = len - 1;
while (left < right) {
int mid = (left + right) / 2;
if (nums[mid] < nums[right]) {
// 下一轮搜索区间 [left..mid]
right = mid;
} else {
// 因为题目中说:你可以假设数组中不存在重复元素
// 此时一定有 nums[mid] > nums[right]
// 下一轮搜索区间 [mid + 1..right]
left = mid + 1;
}
}
// 一定存在最小元素,因此无需再做判断
return nums[left];
}
}
复杂度分析:
- 时间复杂度:
,这里 是输入数组的长度; - 空间复杂度:
,只使用了常数个临时变量。
作者:liweiwei1419 链接:https://suanfa8.com/binary-search/solutions-1/0153-find-minimum-in-rotated-sorted-array 来源:算法吧 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。