给定索引范围内不等于 X 的最小索引

问题描述

给定一个长度为n的数组nums和两个整数left、right，返回在区间[left,right]中第一个不等于x的下标，若该下标不存在，则返回-1。

解决方案

方法一：遍历

遍历[left,right]中的每个数，找到第一个不等于x的下标。

时间复杂度：O(right-left+1)

方法二：二分查找

利用二分法查找数组中第一个不等于x的下标。

时间复杂度：O(log(right-left+1))

代码实现如下：

/**
 * 给定一个数组nums和两个整数left、right
 * 返回在区间[left,right]中第一个不等于x的下标，若该下标不存在，则返回-1
 */
public int findFirstIndex(int[] nums, int left, int right, int x) {
    if (nums == null || left > right || left < 0 || right >= nums.length) {
        return -1;
    }

    int l = left, r = right;
    while (l <= r) {
        int mid = l + (r - l) / 2;
        if (nums[mid] == x) {
            l = mid + 1;
        } else if (nums[mid] > x) {
            r = mid - 1;
        } else {
            if (mid == left || nums[mid - 1] != x) {
                return mid;
            }
            r = mid - 1;
        }
    }

    return -1;
}

测试用例

测试用例1

int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5};
int left = 1, right = 3, x = 3;
int expected = 2;
int result = findFirstIndex(nums, left, right, x);
Assert.assertEquals(expected, result);

测试用例2

int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5};
int left = 1, right = 3, x = 6;
int expected = -1;
int result = findFirstIndex(nums, left, right, x);
Assert.assertEquals(expected, result);

测试用例3

int[] nums = {1, 2, 2, 4, 5};
int left = 1, right = 3, x = 2;
int expected = -1;
int result = findFirstIndex(nums, left, right, x);
Assert.assertEquals(expected, result);

测试用例4

int[] nums = {1, 2, 2, 4, 5};
int left = 1, right = 3, x = 1;
int expected = 0;
int result = findFirstIndex(nums, left, right, x);
Assert.assertEquals(expected, result);

总结

本文介绍了两种方法解决给定索引范围内不等于x的最小索引的问题。较为高效快速的方式是采用二分查找法。在测试用例中展示了方法的操作，并展示了算法有很好的可扩展性。