算法练习第43题-寻找峰值

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一、题目

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:15 
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。
 

作者:力扣 (LeetCode) 链接:leetcode-cn.com/leetbook/re…

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二、思路

循环取值

  • 定义初始下标值index = 0, 长度len = nums.length
  • 使用for循环,利用++i的特性 当前i值对比index值,如果当前i值大于index值的话
  • 将i 赋值给index
  • 其实相当于i与i-1对比,这时候得到的就是一个第一个向上的值,将数组循环到最后,那么index值就是最大的峰值

递归处理思路

  • 峰值的特点
  • 当前值大于左右两边的值
  • 因此会有以下几种情况
  • 第一种是满足情况的
  • nums[index - 1] < nums[index] > nums[index + 1]
  • 满足条件,可以返回值
  • 第二种情况
  • nums[index - 1] < nums[index] < nums[index + 1]
  • 说明右边是最高值,那么就继续向右移动
  • 第三种情况
  • nums[index - 1] > nums[index] > nums[index + 1]
  • 说明左边是最高值,那么就向左边移动
  • 第四种情况
  • nums[index - 1] > nums[index] < nums[index + 1]
  • 这种情况,就更加兴趣爱好,随便选一边
  • 以上四种情况,需要分步骤处理
  • 定义随机的峰值,处理峰值的溢出问题,比如峰值不能为0和length
  • 定义 get函数,传入数组和下标,判断下标不能为0和length
  • 因此如果触发条件时,返回[0, 0], 否则返回[1,nums[index]]
  • 之后判断峰值左右两边的条件
  • [index - 1, index]和[index, index + 1]
  • 判断条件
  •      如果nums[index - 1] > nums[index] 为 true 否则为false
    
  •      如果nums[index] > nums[index + 1] 为 true 否则为false
    
  • 判断下边界值,如果出现边界值则返回[0, 0]
  • 如果是边界值0,则返回false
  • 如果边界值是len,则返回ture
  • 递归处理
  • 根据上述条件,处理函数
  • 当函数不满足于nums[index] > nums[index + 1] 为true且nums[index - 1] < nums[index]为false时进入循环
  • 下标值得左右移动规律
  • nums[index] > nums[index + 1] 为true时 index -= 1
  • 否则index += 1
  • */

二分查找

  • 二分查找
  • 基于递归处理
  • 还是选中间值,但是这个中间值是由mid = Math.floor((right - left)/2) 产生
  • 其他的和思路二基本一致

三、代码实现

循环取值代码实现

let findPeakElement = function(nums) {
  /**
   * 定义初始下标值index = 0, 长度len = nums.length
   * 使用for循环,利用++i的特性 当前i值对比index值,如果当前i值大于index值的话
   * 将i 赋值给index
   * 其实相当于i与i-1对比,这时候得到的就是一个第一个向上的值,将数组循环到最后,那么index值就是最大的峰值
   * */ 
  let len = nums.length, index = 0
  for(let i = 0; i < len; ++i) {
    if(nums[i] > nums[index]) {
      index = i
    }
  }
  return index
}

递归处理

let findPeakElement = function(nums) {

  /**
   * 峰值的特点
   * 当前值大于左右两边的值
   * 
   * 因此会有以下几种情况
   * 第一种是满足情况的
   * nums[index - 1] < nums[index] > nums[index + 1]
   * 满足条件,可以返回值
   * 
   * 第二种情况
   * nums[index - 1] < nums[index] < nums[index + 1]
   * 说明右边是最高值,那么就继续向右移动
   * 
   * 第三种情况
   * nums[index - 1] > nums[index] > nums[index + 1]
   * 说明左边是最高值,那么就向左边移动
   * 
   * 第四种情况
   * nums[index - 1] > nums[index] < nums[index + 1]
   * 这种情况,就更加兴趣爱好,随便选一边
   * 
   * 
   * 以上四种情况,需要分步骤处理
   * 定义随机的峰值,处理峰值的溢出问题,比如峰值不能为0和length
   * 定义 get函数,传入数组和下标,判断下标不能为0和length
   * 因此如果触发条件时,返回[0, 0], 否则返回[1,nums[index]]
   * 
   * 之后判断峰值左右两边的条件
   * [index - 1, index]和[index, index + 1]
   * 判断条件 如果nums[index - 1] > nums[index] 为 true 否则为false
   *          如果nums[index] > nums[index + 1] 为 true 否则为false
   * 判断下边界值,如果出现边界值则返回[0, 0]
   * 如果是边界值0,则返回false
   * 如果边界值是len,则返回ture
   * 
   * 判断峰值相同得结果,比如[1,2,2,1]
   * 当存在这种清理,同样返回false
   * 
   * 递归处理
   * 根据上述条件,处理函数
   * 当函数不满足于nums[index] > nums[index + 1] 为true且nums[index - 1] < nums[index]为false时进入循环
   * 下标值得左右移动规律
   * nums[index] > nums[index + 1] 为true时 index -= 1
   * 否则index += 1
   * */ 
  const len = nums.length
  let ind = parseInt(Math.random() * len)
  
  while (!(compare(nums, ind - 1, ind) == false && compare(nums, ind, ind + 1) == true)) {
    if (compare(nums, ind, ind + 1) == false) {
      ind += 1
    } else {
      ind -= 1
    }
  }
  return ind
}
// 处理边界值 
const get = (nums, ind) => {
  return (ind === -1 || ind === nums.length) == true ? [0, 0]: [1, nums[ind]]
}
// 比较的方法
const compare = (nums, ind1, ind2) => {
  const num1 = get(nums, ind1)
  const num2 = get(nums, ind2)
  // 左右边界值
  if (num1[0] !== num2[0]) return num2[0] > num1[0] ? false : true
  
  // 峰值相同得情况
  if (num1[1] === num2[1]) return false

  // 正常情况
  return num2[1] > num1[1] ? false : true
}
findPeakElement(nums)

二分查找

let findPeakElement = function(nums) {
  /**
   * 二分查找
   * 基于递归处理
   * 还是选中间值,但是这个中间值是由mid = Math.floor((right - left)/2) 产生
   * 其他的和思路二基本一致
   * */ 
  let len = nums.length, left = 0, right = len - 1, ind = -1
  while(left <= right) {
    let mid = Math.floor((right - left)/2)
    if(compare(nums, mid - 1, mid) == false && compare(nums, mid, mid + 1) == true) {
      ind = mid
      break
    }
    if (compare(nums, ind, ind + 1) == true) {
      right = mid - 1 
    } else {
      left = mid + 1
    }
  }
  return ind
}
// 处理边界值 
const get = (nums, ind) => {
  return (ind === -1 || ind === nums.length) == true ? [0, 0]: [1, nums[ind]]
}
// 比较的方法
const compare = (nums, ind1, ind2) => {
  const num1 = get(nums, ind1)
  const num2 = get(nums, ind2)
  // 左右边界值
  if (num1[0] !== num2[0]) return num2[0] > num1[0] ? false : true
  
  // 峰值相同得情况
  if (num1[1] === num2[1]) return false

  // 正常情况
  return num2[1] > num1[1] ? false : true
}
findPeakElement(nums)

四、测试结果

循环测试结果

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递归处理测试结果

image.png

二分查找

image.png