【优选算法必刷100题】第021~22题(二分查找算法):山脉数组的峰顶索引、寻找峰值

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021 山脉数组的峰顶索引
力扣链接:852. 山脉数组的峰顶索引
力扣题解链接:二分查找模版解决【山脉数组的峰顶索引】问题
题目描述:

1.1 思路一:暴力解法
1.1.1 算法思路
峰顶的特点:比两侧的元素都要大。
因此,我们可以遍历数组内的每一个元素,找到某一个元素比两边的元素大即可。
1.1.2 算法实现
代码演示如下——
class Solution { public: int peakIndexInMountainArray(vector<int>& arr) { int n = arr.size(); // 遍历数组内每⼀个元素,直到找到峰顶 for (int i = 1; i < n - 1; i++) // 峰顶满⾜的条件 if (arr[i] > arr[i - 1] && arr[i] > arr[i + 1]) return i; // 为了处理 oj 需要控制所有路径都有返回值 return -1; } };时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(1)。

1.2 思路二:二分查找
1.2.1 算法思路
1、分析峰顶位置的数据特点,以及山峰两旁的数据的特点:
(1)峰顶数据特点:arr[ i ] > arr[i - 1] && arr[ i ] > arr[i + 1]];
(2)峰顶左边的数据特点:arr[ i ] > arr[ i - 1] && arr[ i ] < arr[i + 1],也就是呈现上升趋势;
(3)峰顶右边数据的特点:arr[ i ]<arr[i- 1]&&arr[ i ] > arr[i + 1],也就是呈现下降趋势。
2、因此,根据mid位置的信息,我们可以分为下面三种情况:
(1)如果mid位置呈现上升趋势,说明我们接下来要在[mid + 1,right]区间继续搜索;
(2)如果mid位置呈现下降趋势,说明我们接下来要在[left,mid - 1]区间搜索;
(3)如果mid位置就是山峰,直接返回结果。
1.2.2 算法实现
代码演示如下——
class Solution { public: int peakIndexInMountainArray(vector<int>& arr) { int left = 1,right = arr.size() - 2; // 抛开第一个位置和最后一个位置,在中间找 while(left < right) { int mid = left + (right - left + 1) / 2; if(arr[mid] > arr[mid - 1]) left = mid; else right = mid - 1; } return left; } };时间复杂度:O(logn),空间复杂度:O(1)。


1.3 博主手记
本题整个的思路、算法原理、解题过程博主在纸上推导了一遍,大家可以参考一下手记的推导过程!最好做题的过程中自己也推导一遍!!!自己能够推导很重要!

022 寻找峰值
力扣链接:162. 寻找峰值
力扣题解链接:二分查找模版解决【寻找峰值】问题
题目描述:

2.1 算法思路:二分查找
2.1.1 算法思路
寻找二段性——
任取一个点 i ,与下一个点i + 1,会有如下两种情况:
(1)arr[ i ] > arr[i + 1]:此时【左侧区域】一定会存在山峰(因为最左侧是负无穷),那么我们可以去左侧去寻找结果;
(2)arr[ i ] < arr[i + 1]:此时【右侧区域】一定会存在山峰(因为最右侧是负无穷),那么我们可以去右侧去寻找结果。
当我们找到【二段性】的时候,就可以尝试用【二分查找】算法来解决问题。
2.2 算法实现
代码演示如下——
class Solution { public: int findPeakElement(vector<int>& nums) { int left = 0,right = nums.size() - 1; while(left < right) { int mid = left + (right - left) / 2; if(nums[mid] < nums[mid + 1]) left = mid + 1; else right = mid; } return left; } };时间复杂度:O(logn),空间复杂度:O(1)。

2.3 博主手记
本题整个的思路、算法原理、解题过程博主在纸上推导了一遍,大家可以参考一下手记的推导过程!最好做题的过程中自己也推导一遍!!!自己能够推导很重要!

结尾
往期回顾:
【优选算法必刷100题】第019~20题(二分查找算法):x 的平方根、搜索插入位置
结语:都看到这里啦!请大佬不要忘记给博主来个“一键四连”哦!
🗡博主在这里放了一只小狗,大家看完了摸摸小狗放松一下吧!🗡
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