代码随想录-数组部分01-二分查找

704. 二分查找

给定一个 n 个元素有序的（升序）整型数组 nums 和一个目标值 target ，写一个函数搜索 nums 中的 target，如果目标值存在返回下标，否则返回 -1。

class Solution {
    public int search(int[] nums, int target) {
        int left = 0, right = nums.length - 1, mid;
        if (target < nums[left] || target > nums[right]) return -1;
        while (left <= right) {
            mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] == target) {
                return mid;
            } else if (nums[mid] < target) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }
        return -1;
    }
}

35. 搜索插入位置

给定一个排序数组和一个目标值，在数组中找到目标值，并返回其索引。如果目标值不存在于数组中，返回它将会被按顺序插入的位置。

请必须使用时间复杂度为 O(log n) 的算法。

class Solution {
    public int searchInsert(int[] nums, int target) {
        int left = 0, right = nums.length - 1, mid;
        if (target < nums[left]) return 0;
        if (target > nums[right]) return right + 1;
        while (left <= right) {
            mid = left + (right - left) / 2;
            if (target == nums[mid]) {
                return mid;
            } else if (target < nums[mid]) {
                right = mid - 1;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        }
        return left;
    }
}

34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

给你一个按照非递减顺序排列的整数数组 nums，和一个目标值 target。请你找出给定目标值在数组中的开始位置和结束位置。

如果数组中不存在目标值 target，返回 [-1, -1]。

你必须设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。

class Solution {
    public int[] searchRange(int[] nums, int target) {
        int left = 0, right = nums.length - 1, mid;
        int[] bound = {-1, -1};
        if (nums.length == 0) return bound;
        if (target < nums[left] || target > nums[right]) return bound;
        while (left <= right) {
            mid = left + (right - left) / 2;
            if (target <= nums[mid]) {
                right = mid - 1;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        }
        if (nums[left] != target) return bound;
        bound[0] = left;
        left = 0;
        right = nums.length - 1;
        while (left <= right) {
            mid = left + (right - left) / 2;
            if (target < nums[mid]) {
                right = mid - 1;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        }
        if (nums[right] != target) return bound;
        bound[1] = right;
        return bound;
    }
}

69. x的平方根

给你一个非负整数 x ，计算并返回 x 的 算术平方根。

由于返回类型是整数，结果只保留 整数部分 ，小数部分将被 舍去 。

注意： 不允许使用任何内置指数函数和算符，例如 pow(x, 0.5) 或者 x ** 0.5 。

class Solution {
    public int mySqrt(int x) {
        long left = 0, right = x, mid, mul;
        while (left <= right) {
            mid = left + (right - left) / 2;
            mul = mid * mid;
            if (mul == x) {
                return (int)mid;
            } else if (mul < x) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }
        return (int)right;
    }
}

367. 有效的完全平方数

给你一个正整数 num 。如果 num 是一个完全平方数，则返回 true ，否则返回 false 。

完全平方数 是一个可以写成某个整数的平方的整数。换句话说，它可以写成某个整数和自身的乘积。

不能使用任何内置的库函数，如 sqrt。

class Solution {
    public boolean isPerfectSquare(int num) {
        long left = 0, right = num, mid, mul;
        while (left <= right) {
            mid = left + (right - left) / 2;
            mul = mid * mid;
            if (mul == num) {
                return true;
            } else if (mul < num) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }
        return false;
    }
}