# 「力扣」第 153 题:旋转排序数组的最小值(中等)

# 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 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

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 1n 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。

Last Updated: 11/18/2024, 11:23:03 PM