在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

给定一个按照升序排列的整数数组 nums，和一个目标值 target。找出给定目标值在数组中的开始位置和结束位置。
如果数组中不存在目标值 target，返回 [-1, -1]。
进阶：
你可以设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题吗？

该题使用双指针可以比较轻松地解决，但是要保证时间复杂度为*o(logN)*那就要用二分查找了。两边二分查找的代码如下（C++版）：

class Solution {
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        vector<int> result;
        result.push_back(left_bound(nums, target));
        result.push_back(right_bound(nums, target));
        return result;
    }
private:
    int right_bound(vector<int>& nums, int target)
    {
        int begin=0;
        int end=nums.size()-1;
        while(begin<=end)
        {
            int mid=(begin+end)/2;
            if(nums[mid]==target)
            {
                if(mid==nums.size()-1||nums[mid+1]>target) return mid;
                begin=mid+1;
            }
            else if(nums[mid]>target) end=mid-1;
            else if (nums[mid]<target) begin=mid+1;
        }
        return -1;
    }
    int left_bound(vector<int>& nums, int target)
    {
        int begin=0;
        int end=nums.size()-1;
        while(begin<=end)
        {
            int mid=(begin+end)/2;
            if(nums[mid]==target)
            {
                if(mid==0||nums[mid-1]<target) return mid;
                end=mid-1;
            }
            else if(nums[mid]>target) end=mid-1;
            else if (nums[mid]<target) begin=mid+1;
        }
        return -1;
    }
};

运行效果：

二分查找不但可以找定值还可以找上限，具体代码如下（Python版）：

class Solution:
    def searchRange(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        def boundSeach(nums,target,lower):
            start,end=0,len(nums)-1
            res=len(nums)
            while(start<=end):
                mid=int((end+start)/2)
                if nums[mid] > target or (lower and nums[mid]==target):
                    end=mid-1
                    res=mid
                else:
                    start=mid+1            
            return res

        result=list()
        left=(boundSeach(nums,target,True))
        right=(boundSeach(nums,target,False))-1
        if left<=right and right<len(nums) and nums[left] is target and nums[right] is target:
            result=[left,right]
            return result
        return [-1,-1]

运行效果：

用Scala写了一个双指针的代码：

object Solution {
    def searchRange(nums: Array[Int], target: Int): Array[Int] = {
        var left:Int=0
        var right:Int=nums.size-1
        var result:Array[Int]=Array(-1,-1)
        while(left<nums.size && nums(left) != target) left+=1
        if(left == nums.size)
        {
            return result
        } 
        while(right>=0 && nums(right) != target) right-=1
        result(0)=left
        result(1)=right
        return result
    }
}

运行效果：

来源：力扣（LeetCode）链接：https://leetcode-cn.com/problems/find-first-and-last-position-of-element-in-sorted-array

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