寻路力扣，算法之巅：在排序数组中寻觅目标元素

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2023-11-17 12:31:39

力扣题解：探寻算法奥秘

在计算机科学的浩瀚海洋中，力扣平台犹如一座巍峨的灯塔，指引着程序员们探寻算法的奥秘。而「在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置」这一题目，更是算法竞赛中的常客，考验着程序员们的逻辑思维和算法掌握能力。

算法剖析：二分查找之妙

要解决这一问题，二分查找无疑是我们的利器。二分查找是一种高效的搜索算法，通过不断将搜索范围缩小一半，快速定位目标元素。其精髓在于：

初始化： 将搜索范围设为数组的整个区间。
判定： 计算区间中点，与目标元素比较：
- 相等：则找到目标元素。
- 大于：则目标元素在区间左侧。
- 小于：则目标元素在区间右侧。
递归： 根据判定结果，将搜索范围缩小一半并重复步骤 2。

寻觅目标元素的轨迹

有了二分查找的指引，我们踏上了寻觅目标元素的征程：

首次出现： 二分查找找到第一个满足条件（相等）的元素位置，即目标元素的第一个位置。
再次出现： 继续二分查找，这次的目标是找到最后一个满足条件（相等）的元素位置，即目标元素的最后一个位置。

代码实现：清晰简洁

有了算法的指引，代码实现便水到渠成：

def search_range(nums, target):
    """
    :type nums: List[int]
    :type target: int
    :rtype: List[int]
    """
    left, right = 0, len(nums) - 1

    # 寻找第一个目标元素的位置
    while left <= right:
        mid = (left + right) // 2
        if nums[mid] < target:
            left = mid + 1
        elif nums[mid] > target:
            right = mid - 1
        else:
            break

    if left > right or nums[mid] != target:
        return [-1, -1]

    # 寻找最后一个目标元素的位置
    first = mid
    right = len(nums) - 1
    while left <= right:
        mid = (left + right) // 2
        if nums[mid] < target:
            left = mid + 1
        elif nums[mid] > target:
            right = mid - 1
        else:
            first = mid
            right = mid - 1

    return [first, last]