《剑指offer》旋转数组中的最小数字

本题来自《剑指offer》 旋转数组中的最小数字

题目：

　　把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾，我们称之为数组的旋转。 输入一个非减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。 NOTE：给出的所有元素都大于0，若数组大小为0，请返回0。

思路：

　　从问题本身入手，可以看出，数据局部有序，思考数据中是否重复。属于查找范畴，顺序查找肯定可以，需要O(n)时间，数据有序可以考虑二分查找为log(n)时间内。

　　若数据不重复：二分法查找

　　　　可以局部看成两个有序的数组A、B。p1指向首，p2指向尾：

　　　　　　如果中间值大于p1的值，说明最小值在B中，将p1指向中间值。

　　　　　　如果中间值小于p2的值，说明最小值A中，将p2指向中间值。

　　　　　　如果中间值和p1和p2的值相等，则采用下面的方法，顺序查找。

　　　　　　终止条件是，当p1和p2相邻，最小值便是p2指向的值。返回即可

　　若数据重复：顺序查找

　　　　假设第一个为最小的元素，开始遍历，后面凡是小于该值的便保存，最后返回。

C++ Code：

class Solution {
public:
    int minNumberInRotateArray(vector<int> rotateArray) {
        int p1 = 0;
        int p2 = rotateArray.size()-1;
        int mid = p1;
        while (rotateArray[p1] >= rotateArray[p2]){            //循环条件首值应该大于后值
            if (p2 - p1 == 1){                                 //当首尾相邻时候
                mid = p2;                                      //那么最小值是p2的方向
                break;
            }
            mid = (p1 + p2)/2;                                 //中间值为加权平均
            if (rotateArray[mid]==rotateArray[p1]&&rotateArray[mid]==rotateArray[p2]){
                return minInorder(rotateArray);                //如果三值相等，则采用顺序查找法
            }
            if (rotateArray[mid] >= rotateArray[p1]){          //如果中间值大于首值，说明最小值在后面的数组中
                p1 = mid;                                      //手指针后移
            }
            else if (rotateArray[mid] <= rotateArray[p2]){     //如果中间值小于末值，说明最小值在前面的数组中
                p2 = mid;                                      //将末值前移
            }
        }
        return rotateArray[mid];                    
    }
    int minInorder(vector<int> rotateArray){                  //顺序查找法为O(n)
        int result = rotateArray[0];                          //假设最小值是首值
        for (int i = 1;i<rotateArray.size();i++){
            if (result >= rotateArray[i]){                    //如果当找到小于该值时候，便保存
                result = rotateArray[i];
            }
        }
        return result;
    }
};

Python Code：

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def minNumberInRotateArray(self, rotateArray):
        # write code here
        p1 = 0                                        #首地址
        p2 = len(rotateArray)-1                       #尾地址
        mid = p1                                      #起初直接将第一个元素作为中间值，如果第一个值小于最后一个值，便直接返回
        while rotateArray[p1] >= rotateArray[p2]:     #循环条件是，起始的值大于末值
            if p2 - p1 == 1:                          #终止条件是，当起始和末值相邻近
                mid = p2                              #将末值赋给中间返回
                break
            mid = (p1 + p2) // 2                      #中间值是首末加权平均，python3中//是整除
            if rotateArray[mid] == rotateArray[p1] and rotateArray[mid] == rotateArray[p2]:
                return self.minInorder(rotateArray)   #当三个值全部相等时候，说明有重复的值，采用顺序查找
            if rotateArray[mid] >= rotateArray[p1]:   #当中间值大于首值时候，说明最小值在后面的数组中
                p1 = mid                              #便将首地址后移
            elif rotateArray[mid] <= rotateArray[p2]: #如果中间值小于末值时候，说明最小值在前面的数组中
                p2 = mid                              #便将末值前移
        return rotateArray[mid]                       #其中间值便是最小的值
    def minInorder(self,rotateArray):                 #顺序查找代码
        result = rotateArray[0]                       #假设第一个值是最小值
        if len(rotateArray):                          #特殊测试，测试是否为空
            for i in range(len(rotateArray)-1):        
                if rotateArray[i] > rotateArray[i+1]: #将小于它的值保存起来
                    result = rotateArray[i+1]
                    break
        return result

总结：

　　从问题本身入手，明确要处理的问题是什么，要求什么样，时间和空间如何转换。以求最优。