34. Find First and Last Position of Element in Sorted Array

题目

Given an array of integers nums sorted in ascending order, find the starting and ending position of a given target value.

Your algorithm's runtime complexity must be in the order of O(log n).

If the target is not found in the array, return [-1, -1].

Example 1:

Input: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8
Output: [3,4]

Example 2:

Input: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6
Output: [-1,-1]

题目大意

给定一个按照升序排列的整数数组 nums，和一个目标值 target。找出给定目标值在数组中的开始位置和结束位置。你的算法时间复杂度必须是 O(log n) 级别。如果数组中不存在目标值，返回 [-1, -1]。

解题思路

• 给出一个有序数组 nums 和一个数 target，要求在数组中找到第一个和这个元素相等的元素下标，最后一个和这个元素相等的元素下标。

• 这一题是经典的二分搜索变种题。二分搜索有 4 大基础变种题：

  1. 查找第一个值等于给定值的元素
  2. 查找最后一个值等于给定值的元素
  3. 查找第一个大于等于给定值的元素
  4. 查找最后一个小于等于给定值的元素

  这一题的解题思路可以分别利用变种 1 和变种 2 的解法就可以做出此题。或者用一次变种 1 的方法，然后循环往后找到最后一个与给定值相等的元素。不过后者这种方法可能会使时间复杂度下降到 O(n)，因为有可能数组中 n 个元素都和给定元素相同。(4 大基础变种的实现见代码)