程序员面试金典-面试题 10.03. 搜索旋转数组

题目：

搜索旋转数组。给定一个排序后的数组，包含n个整数，但这个数组已被旋转过很多次了，次数不详。请编写代码找出数组中的某个元素，假设数组元素原先是按升序排列的。若有多个相同元素，返回索引值最小的一个。

示例1:

输入: arr = [15, 16, 19, 20, 25, 1, 3, 4, 5, 7, 10, 14], target = 5
输出: 8（元素5在该数组中的索引）
示例2:

输入：arr = [15, 16, 19, 20, 25, 1, 3, 4, 5, 7, 10, 14], target = 11
输出：-1 （没有找到）
提示:

arr 长度范围在[1, 1000000]之间

分析：

这道题做了很久，也看了一些人的答案，很多答案虽然看似二分，实际上还是在遍历数组。目前得到的最好的做法就是以左边区间是否有序为条件，来判断target值在哪个区间出现，进而减少搜索的空间。

不过当[5,5,5,5,5,2,3,4,5]或[5,2,3,4,5,5,5,5,5]如果搜索2的话。是最坏的情况，无法根据数组有序的条件判断出2在哪个区间，因为左右两个区间的边界也都为5。

具体思路写在程序的注释中了。

程序：

class Solution {
    public int search(int[] arr, int target) {
        return binarySearch(arr, target, 0, arr.length-1);
    }
    private int binarySearch(int[] arr, int target, int l, int r){
        if(l > r)
            return -1;
        if(l == r){
            if(target == arr[l])
                return l;
            else
                return -1;
        }
        int mid = l + (r - l) / 2;
        //如果左区间为升序的话
        if(arr[l] < arr[mid]){
            //target在左区间范围
            if(target <= arr[mid] && target >= arr[l])
                return binarySearch(arr, target, l, mid);
            else
                return binarySearch(arr, target, mid+1, r);
        }else if(arr[l] > arr[mid]){ //左区间不为升序
            //还是以左区间搜索为优先, 如果条件成立，target还是在左区间中
            if(target <= arr[mid] || target >= arr[l])
                return binarySearch(arr, target, l, mid);
            else
                return binarySearch(arr, target, mid+1, r);
        }else{
            //此时左区间两端点值相同，是最坏的情况两边都需要搜索
            //[5,5,5,5,5,2,3,4,5]或[5,2,3,4,5,5,5,5,5]如果搜索2的话
            //这两种情况左右区间都有可能存在，所以如果左区间找到了不为-1，就返回，否则返回右区间找的结果。
            //如果这种情况还有优化的余地希望告知一下
            int res = binarySearch(arr, target, l, mid);
            if(res != -1)
                return res;
            else
                return binarySearch(arr, target, mid+1, r);
        }
    }
}