力扣二分查找练习题(寻找峰值、两数之和|| - 输入有序数组)

140 阅读4分钟

寻找峰值

来源:力扣(LeetCode) 链接:leetcode.cn/problems/fi…

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]

代码

class Solution {
    public int findPeakElement(int[] nums) {
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        
        while (left < right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            
            if (nums[mid] < nums[mid + 1]) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid;
            }
        }
        
        return left;
    }
}

思路分析

  1. 初始化左边界left为0,右边界rightnums.length - 1,表示整个数组的范围。

  2. 在循环中,执行以下操作:

    • 计算中间元素的索引mid,使用(left + right) / 2的方式计算,这里使用left + (right - left) / 2可以避免整型溢出。
    • 若中间元素nums[mid]小于其右侧相邻元素nums[mid + 1],说明峰值元素可能在mid的右侧,更新左边界left = mid + 1
    • 否则,中间元素nums[mid]大于等于其右侧相邻元素nums[mid + 1],说明峰值元素可能在mid的左侧或者就是mid本身,更新右边界right = mid
  3. 当循环结束时,左边界left指向的索引即为找到的峰值元素的索引。

两数之和|| - 输入有序数组

来源:力扣(LeetCode) 链接:leetcode.cn/problems/tw…

给你一个下标从 1 开始的整数数组 numbers ,该数组已按 非递减顺序排列 ,请你从数组中找出满足相加之和等于目标数 target 的两个数。如果设这两个数分别是 numbers[index1] 和 numbers[index2] ,则 1 <= index1 < index2 <= numbers.length 。

以长度为 2 的整数数组 [index1, index2] 的形式返回这两个整数的下标 index1 和 index2。

你可以假设每个输入 只对应唯一的答案 ,而且你 不可以 重复使用相同的元素。

你所设计的解决方案必须只使用常量级的额外空间。

示例 1:

输入:numbers = [2,7,11,15], target = 9

输出:[1,2]

解释:2 与 7 之和等于目标数 9 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。

示例 2:

输入:numbers = [2,3,4], target = 6

输出:[1,3]

解释:2 与 4 之和等于目标数 6 。因此 index1 = 1, index2 = 3 。返回 [1, 3] 。

示例 3:

输入:numbers = [-1,0], target = -1

输出:[1,2]

解释:-1 与 0 之和等于目标数 -1 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。

提示:

  • 2 <= numbers.length <= 3 * 104
  • -1000 <= numbers[i] <= 1000
  • numbers 按 非递减顺序 排列
  • -1000 <= target <= 1000
  • 仅存在一个有效答案

代码

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] numbers, int target) {
        int left = 0;
        int right = numbers.length - 1;
        
        while (left < right) {
            int sum = numbers[left] + numbers[right];
            
            if (sum == target) {
                return new int[]{left + 1, right + 1};
            } else if (sum < target) {
                left++;
            } else {
                right--;
            }
        }
        
        // 如果没有找到符合条件的结果,则返回一个空数组
        return new int[]{};
    }
}

思路分析

  1. 初始化左指针left为数组的第一个元素的索引,右指针right为数组的最后一个元素的索引。

  2. 在循环中,执行以下操作:

    • 计算左指针和右指针指向的元素之和sum
    • sum等于目标值target,则表示找到了符合条件的结果,返回左指针和右指针的索引(注意索引是从1开始的,所以需要加1)。
    • sum小于目标值target,说明当前和较小,需要增大和,将左指针left向右移动一位,即left++
    • sum大于目标值target,说明当前和较大,需要减小和,将右指针right向左移动一位,即right--
  3. 当循环结束时,表示没有找到符合条件的结果,返回一个空数组。