旋轉陣列的最小數字 python

2021-08-27 23:55:13 字數 2467 閱讀 2990

原始碼

把乙個陣列最開始的若干個元素搬到陣列的末尾,我們稱之為陣列的旋轉。 輸入乙個非減排序的陣列的乙個旋轉,輸出旋轉陣列的最小元素。 例如陣列為的乙個旋轉,該陣列的最小值為1。 note:給出的所有元素都大於0,若陣列大小為0,請返回0。

思路:劍指offer中有這道題目的分析。這是一道二分查詢的變形的題目。

旋轉之後的陣列實際上可以劃分成兩個有序的子陣列:前面子陣列的大小都大於後面子陣列中的元素

注意到實際上最小的元素就是兩個子陣列的分界線。本題目給出的陣列一定程度上是排序的,因此我們試著用二分查詢法尋找這個最小的元素。

思路:(1)我們用兩個指標left,right分別指向陣列的第乙個元素和最後乙個元素。按照題目的旋轉的規則,第乙個元素應該是大於最後乙個元素的(沒有重複的元素)。

但是如果不是旋轉,第乙個元素肯定小於最後乙個元素。

(2)找到陣列的中間元素。

中間元素大於第乙個元素,則中間元素位於前面的遞增子陣列,此時最小元素位於中間元素的後面。我們可以讓第乙個指標left指向中間元素。

移動之後,第乙個指標仍然位於前面的遞增陣列中。

中間元素小於第乙個元素,則中間元素位於後面的遞增子陣列,此時最小元素位於中間元素的前面。我們可以讓第二個指標right指向中間元素。

移動之後,第二個指標仍然位於後面的遞增陣列中。

這樣可以縮小尋找的範圍。

(3)按照以上思路,第乙個指標left總是指向前面遞增陣列的元素,第二個指標right總是指向後面遞增的陣列元素。

最終第乙個指標將指向前面陣列的最後乙個元素,第二個指標指向後面陣列中的第乙個元素。

也就是說他們將指向兩個相鄰的元素,而第二個指標指向的剛好是最小的元素,這就是迴圈的結束條件。

到目前為止以上思路很耗的解決了沒有重複數字的情況,這一道題目新增上了這一要求,有了重複數字。

我們看一組例子:{1,0,1,1,1} 和 {1,1, 1,0,1} 都可以看成是遞增排序陣列{0,1,1,1,1}的旋轉。

這種情況下我們無法繼續用上一道題目的解法,去解決這道題目。因為在這兩個陣列中,第乙個數字,最後乙個數字,中間數字都是1。

第一種情況下,中間數字位於後面的子陣列,第二種情況,中間數字位於前面的子陣列。

因此當兩個指標指向的數字和中間數字相同的時候,我們無法確定中間數字1是屬於前面的子陣列(綠色表示)還是屬於後面的子陣列(紫色表示)。

也就無法移動指標來縮小查詢的範圍。

class solution:

def minnumberinrotatearray(self, rotatearray):

# write code here

if not rotatearray:

return 0

# 建立前後指標

front, rear = 0, len(rotatearray) - 1

# 中值數字

midindex = 0

# 確保旋轉

while rotatearray[front] >= rotatearray[rear]:

# 當首尾僅差距1時,最後位為最小值

if rear - front == 1:

midindex = rear

break

midindex = (front + rear) // 2

# 無法確定中間元素是屬於前面還是後面的遞增子陣列

# 只能順序查詢

if rotatearray[front] == rotatearray[rear] and rotatearray[front] == rotatearray[midindex]:

return self.minorder(rotatearray, front, rear)

# 二分查詢,又不同於二分查詢,旋轉之後的陣列實際上可以劃分成兩個有序的子陣列:

# 前面子陣列的大小都大於後面子陣列中的元素

# 中間元素大於第乙個元素,則中間元素位於前面的遞增子陣列,

# 此時最小元素位於中間元素的後面。我們可以讓第乙個指標front指向中間元素。

if rotatearray[front] <= rotatearray[midindex]:

front = midindex

# 中間元素小於第乙個元素,則中間元素位於後面的遞增子陣列,

# 此時最小元素位於中間元素的前面。我們可以讓第二個指標rear指向中間元素。

elif rotatearray[rear] >= rotatearray[midindex]:

rear = midindex

return rotatearray[midindex]

# 順序查詢

def minorder(self, array, front, end):

result = array[0]

for i in array[front:end + 1]:

if i < result:

result = i

return result

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