把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾, 我们称之数组的旋转。输入一个递增排序的数组的一个旋转, 输出旋转数组的最小元素。例如数组{3,4,5,1,2 }为{ 1,2,3,4,5}的一个旋转,该数组的最小值为1。
Step1.和二分查找法一样,我们用两个指针分别指向数组的第一个元素和最后一个元素。
Step2.接着我们可以找到数组中间的元素:
如果该中间元素位于前面的递增子数组,那么它应该大于或者等于第一个指针指向的元素。此时数组中最小的元素应该位于该中间元素的后面。我们可以把第一个指针指向该中间元素,这样可以缩小寻找的范围。如果中间元素位于后面的递增子数组,那么它应该小于或者等于第二个指针指向的元素。此时该数组中最小的元素应该位于该中间元素的前面。
Step3.接下来我们再用更新之后的两个指针,重复做新一轮的查找。
public class Test { /** * @param numbers 旋转数组 * @return 数组的最小值 */ public static int min(int[] numbers) { // 判断输入是否合法 if (numbers == null || numbers.length == 0) { throw new RuntimeException("Invalid input."); } // 开始处理的第一个位置 int lo = 0; // 开始处理的最后一个位置 int hi = numbers.length - 1; // 设置初始值 int mi = lo; // 确保lo在前一个排好序的部分,hi在排好序的后一个部分 while (numbers[lo] >= numbers[hi]) { // 当处理范围只有两个数据时,返回后一个结果 // 因为numbers[lo] >= numbers[hi]总是成立,后一个结果对应的是最小的值 if (hi - lo == 1) { return numbers[hi]; } // 取中间的位置 mi = lo + (hi - lo) / 2; // 如果三个数都相等,则需要进行顺序处理,从头到尾找最小的值 if (numbers[mi] == numbers[lo] && numbers[hi] == numbers[mi]) { return minInorder(numbers, lo, hi); } // 如果中间位置对应的值在前一个排好序的部分,将lo设置为新的处理位置 if (numbers[mi] >= numbers[lo]) { lo = mi; } // 如果中间位置对应的值在后一个排好序的部分,将hi设置为新的处理位置 else if (numbers[mi] <= numbers[hi]) { hi = mi; } } // 返回最终的处理结果 return numbers[mi]; } /** * 找数组中的最小值 * * @param numbers 数组 * @param start 数组的起始位置 * @param end 数组的结束位置 * @return 找到的最小的数 */ public static int minInorder(int[] numbers, int start, int end) { int result = numbers[start]; for (int i = start + 1; i <= end; i++) { if (result > numbers[i]) { result = numbers[i]; } } return result; } }
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