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每日一题: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。
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。
提示:
- 1 <= nums.length <= 1000
- -231 <= nums[i] <= 231 - 1
- 对于所有有效的
i都有nums[i] != nums[i + 1]
解题思路:
注意题目条件,题目要求我们可以假设 nums[-1] = nums[n] = -∞,这就代表着数组中只要有一个元素大于相邻元素,我们就一定可以找到峰值,这段话说明了哪怕在最坏的情况下,数组的峰值在边界上,数组中也不会不存在峰值。题目提示中的 对于所有有效的 i 都有 nums[i] != nums[i + 1]这段话也告诉了我们数组中不会出现重复元素,根据上述结论,我们就可以采用二分查找来找到峰值
定义一个左指针left,放在数组的左边界。再定义一个右指针,放在数组的右边界上。左右指针保持左右顺序作为循环条件
根据左右指针计算中间位置mid,比较 mid 和 mid+1 的值,如果mid>mid+1,则数组左侧存在峰值,数组峰值可能就是mid,也可能是它前面的元素,所以 right = mid,但如果mid<mid+1,数组右侧存在峰值,中间位置一定不会是峰值,所以 left = mid + 1。
代码:(JAVA实现)
int left = 0;
int right = nums.length-1;
while (left < right) {
int mid = left + (right - left)/2;
if (nums[mid] > nums[mid+1]) {
right = mid;
}else {
left = mid + 1;
}
}
return left;`
时间复杂度:O(logN)
空间复杂度:O(1)
总结:
这道题最关键的就是条件,数组两边都是负无穷,数组可能会有多个峰值,也可能只会有一个,我们可以用爬山来举例,中点所在的位置,要么处在山的顶峰,要么处于山的上坡处,要么处于山的下坡处,我们并不知道峰值在我们左边还是右边,你可以这样想,如果我们往下坡路走,只会一直朝下走,最终走到边界,而走上坡路,只会一直向上走,哪怕走到了边界,由于最边界是负无穷,总能找到峰值,所以往递增的方向上走,就一定会找到峰值