寻找峰值(局部最大、局部最小)——二分查找
生活随笔
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寻找峰值(局部最大、局部最小)——二分查找
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尋找峰值
也就是局部最大,可以采用二分法來實現。當然局部最小也一樣。
峰值元素是指其值嚴格大于左右相鄰值的元素。 給你一個整數數組 nums,找到峰值元素并返回其索引。數組可能包含多個峰值,在這種情況下,返回 任何一個峰值 所在位置即可。 你可以假設 nums[-1] = nums[n] = -∞ 。
你必須實現時間復雜度為 O(log n) 的算法來解決此問題。
解題思路
類似這種局部最小和局部最大的問題。我們均可以采用二分的方法來解決,并不一樣非要有序才可使用二分進行搜索。特定條件的無序也是可以的。簡單來說二分查找的目的就是舍棄一般可以拋棄的降低查找次數。
首先我們先對情況進行分析,首先判斷兩個端點是否為峰值,如果是則返回;如果不是,借助一下高數中的拉格朗日定理的思想。則兩端均具有一個向上的趨勢,因此中間必定存在一個峰值的拐點。
則對于中點可以分為四種情況,
- ①它就是峰值,均大于左右兩邊
- ②它是與它相鄰的兩個元素,呈現一個遞降趨勢,則該點與此時的左端點之間必定存在一個峰值。更新右端點。
- ③與②同理,呈現遞增的時候,該點與此時的右端點之間必定存在一個峰值,更新左端點。
- ④兩邊都可以。而且兩個必定都存在峰值。如下圖
代碼實現
class Solution {public int findPeakElement(int[] nums) {int len = nums.length;int L = 0;int R = len -1;if(len == 1){return 0;}if(nums[0]>nums[1]){return L;}if(nums[len-1] > nums[len-2]){return R;}int mid;do{mid = L + ((R-L)>>1);if(nums[mid]>nums[mid-1] && nums[mid] > nums[mid+1]){return mid;}else if(nums[mid - 1]>nums[mid] && nums[mid] > nums[mid+1]){R = mid;}else if(nums[mid-1] < nums[mid] && nums[mid] < nums[mid+1]) {L = mid;}else{L = mid;}}while(L<R);return -1;// 可有可無,返回個-1,代表失敗吧} }來源:力扣(LeetCode)
鏈接:https://leetcode-cn.com/problems/find-peak-element
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總結
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