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  • [CareerCup] 9.3 Magic Index 魔法序号

    9.3 A magic index in an array A[0.. .n-1] is defined to be an index such that A[i] = i. Given a sorted array of distinct integers, write a method to find a magic index, if one exists, in array A.
    FOLLOW UP
    What if the values are not distinct?

    这道题定义了一个魔法序号,就是一个数组的序号等于该位置的值的时候,这个序号就是魔法序号,给了我们一个有序数组,让我们来找魔法序号。这里brute force的方法就不提了,因为没啥考察的目的,对于高效的查找方法我们就要首先考虑二分搜索法,首先我们来看这种方法,没啥特别的地方,套用一般的二分查找法的格式即可,参见代码如下:

    class Solution {
    public:
        int getMagicIdx(vector<int> &nums) {
            int left = 0, right = nums.size() - 1;
            while (left <= right) {
                int mid = (left + right) / 2;
                if (nums[mid] == mid) return mid;
                else if (nums[mid] > mid) right = mid - 1;
                else left = mid + 1;
            }
            return -1;
        }
    };

    这道题的Follow up是说如果数组由重复项怎么处理,那么传统的二分搜索法就会失效,因为下列这种情况可能存在:

    -10 -5 2 2 2 3 4 7 9 12 13
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    这种情况符合题意,但是左右两边都会出现魔法序号,所以二分查找法会失效。那么我们难道又要用地毯式搜索了么,其实也不必,我们可以用一种类似于二分搜索法的递归方法来解决问题,就拿上面那个例子来说,第一次找到比较完中间点后,由于左右两边都会出现答案,所以我们左右半段要分别递归一下,这里我们可以加一个trick来优化算法,比如要递归左半段时,那么新的右边界就可以设为min(mid - 1, nums[mid]),同理递归右半段时,左边界可以设为max(mid + 1, nums[mid])。还有个小trick,就是如果左半段搜到了答案,那么直接返回即可,不用再搜右半段,因为题目让我们找一个就行了,没说要找出所有的Magic index,参见代码如下:

    // Follow up
    class Solution {
    public:
        int getMagicIdx(vector<int> &nums) {
            return getMagicIdxDFS(nums, 0, nums.size() - 1);
        }
        int getMagicIdxDFS(vector<int> &nums, int start, int end) {
            if (end < start) return -1;
            int mid = (start + end) / 2;
            if (mid == nums[mid]) return mid;
            int left = getMagicIdxDFS(nums, start, min(mid - 1, nums[mid]));
            if (left >= 0) return left;
            int right = getMagicIdxDFS(nums, max(mid + 1, nums[mid]), end);
            return right;
        }
    };
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/grandyang/p/4818606.html
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