二十天刷题计划--二分法(2)(共二题)

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「这是我参与2022首次更文挑战的第11天,活动详情查看:2022首次更文挑战」。

1.题目

寻找旋转排序数组中的最小值

已知一个长度为 n 的数组,预先按照升序排列,经由 1 到 n 次 旋转 后,得到输入数组。例如,原数组 nums = [0,1,2,4,5,6,7] 在变化后可能得到: 若旋转 4 次,则可以得到 [4,5,6,7,0,1,2] 若旋转 7 次,则可以得到 [0,1,2,4,5,6,7] 注意,数组 [a[0], a[1], a[2], ..., a[n-1]] 旋转一次 的结果为数组 [a[n-1], a[0], a[1], a[2], ..., a[n-2]] 。

给你一个元素值 互不相同 的数组 nums ,它原来是一个升序排列的数组,并按上述情形进行了多次旋转。请你找出并返回数组中的 最小元素 。

示例 1:

输入:nums = [3,4,5,1,2] 输出:1 解释:原数组为 [1,2,3,4,5] ,旋转 3 次得到输入数组。

示例 2:

输入:nums = [4,5,6,7,0,1,2] 输出:0 解释:原数组为 [0,1,2,4,5,6,7] ,旋转 4 次得到输入数组。

示例 3:

输入:nums = [11,13,15,17] 输出:11 解释:原数组为 [11,13,15,17] ,旋转 4 次得到输入数组。

思路

因为low < high 不会出现nums[mid] === nums[high]的情况

当nums[mid] < nums[high]时 high = mid 而不是mid-1 因为mid可能就是最小值的索引

当nums[mid] > nums[high]时 low = mid+1 而不是mid+1 因为mid不可能时最小值的索引 已经有high比它更小

代码

var findMin = function(nums) {
let left = 0, right = nums.length - 1;
while(left < right) {
    const mid = Math.floor((left+right)/2)
    console.log(mid)
    if(nums[mid] > nums[right]) {
        left = mid + 1;
    } else {
        right = mid;
    }
}
return nums[left]
};

2.题目

寻找峰值

峰值元素是指其值严格大于左右相邻值的元素。

给你一个整数数组 nums,找到峰值元素并返回其索引。数组可能包含多个峰值,在这种情况下,返回 任何一个峰值 所在位置即可。

关键点所在: 你可以假设 nums[-1] = nums[n] = -∞ 。

你必须实现时间复杂度为 O(log n) 的算法来解决此问题。

示例 1:

输入:nums = [1,2,3,1] 输出:2 解释:3 是峰值元素,你的函数应该返回其索引 2。 示例 2:

输入:nums = [1,2,1,3,5,6,4] 输出:1 或 5 解释:你的函数可以返回索引 1,其峰值元素为 2;   或者返回索引 5, 其峰值元素为 6。

思路

首先要注意题目条件,在题目描述中出现了 nums[-1] = nums[n] = -∞,这就代表着 只要数组中存在一个元素比相邻元素大,那么沿着它一定可以找到一个峰值

根据上述结论,我们就可以使用二分查找找到峰值

查找时,左指针 l,右指针 r,以其保持左右顺序为循环条件

根据左右指针计算中间位置 m,并比较 m 与 m+1 的值,如果 m 较大,则左侧存在峰值,r = m,如果 m + 1 较大,则右侧存在峰值,l = m + 1

代码

var findPeakElement = function(nums) {
    let left = 0, right = nums.length-1;
    while(left < right){
        let mid = Math.ceil((left+right)/2);
        if(nums[mid-1] > nums[mid]) right = mid - 1;
        else left = mid;
    }
    return left;
};