2026-08-05:比较双调部分的和。用go语言,给定一个整数数组,它的排列规律是先严格递增到达唯一的最高点,然后再严格递减。我们以这个最高点作为分界,将数组划分为两个区域:从数组开头到最高点(含最高点)为左侧区域,从最高点到数组末尾(含最高点)为右侧区域。接着,分别计算这两个区域内所有元素的总和,并比较它们的大小。如果左侧区域的总和更大,结果记为0;如果右侧区域的总和更大,结果记为1;如果两边总和相等,结果记为-1。特别需要注意的是,最高点这个元素在两侧求和时都会被重复计入一次。
3 <= n == nums.length <= 100000。
1 <= nums[i] <= 1000000000。
nums 是一个双调数组。
输入: nums = [1,3,2,1]。
输出: 1。
解释:
峰值元素是 nums[1] = 3
递增部分 = [1, 3],和为 1 + 3 = 4
递减部分 = [3, 2, 1],和为 3 + 2 + 1 = 6
因为递减部分的和更大,返回 1。
题目来自力扣3909。
大体步骤如下:
第一步:初始化变量
- 设置一个整数变量
diff,初始值为 0,它用于记录“递增部分(不含峰值)元素总和”与“递减部分(不含峰值)元素总和”的差值。 - 设置一个布尔标志
inc,初始值为true,表示当前遍历位置处于数组的递增阶段。
第二步:遍历数组
从数组的第一个元素开始,逐个访问每个元素,同时获取它的索引 i 和值 x。
第三步:判断当前元素是否为峰值
- 如果同时满足以下三个条件,则认为当前元素是峰值:
- 索引
i大于 0(说明有前一个元素); - 索引
i + 1小于数组长度(说明有后一个元素,但代码中未显式检查,因为双调数组保证峰值不会出现在两端); - 前一个元素的值小于当前值,且当前值大于后一个元素的值。
- 索引
- 一旦检测到峰值,将
inc设为false,表示后续元素属于递减阶段。并且,这个峰值元素本身不参与diff的累加或累减,因为峰值在左右两侧都出现,求和比较时彼此抵消,不需要单独处理。
第四步:非峰值元素的分阶段累加
如果当前元素不是峰值,则根据 inc 的值决定如何处理:
- 若
inc为true(仍在递增阶段),将当前元素的值 加 到diff中。 - 若
inc为false(已进入递减阶段),将当前元素的值 减 到diff中(相当于从左侧总和中扣减右侧元素)。
第五步:遍历完成后的结果判定
遍历结束后,diff 的数值等于“递增部分(不含峰值)所有元素之和”减去“递减部分(不含峰值)所有元素之和”。
由于峰值在两侧求和中都被计入一次,两边的总和分别加上同一个峰值后,它们的差值保持不变,因此 diff 同时也等于“递增部分(含峰值)总和”减去“递减部分(含峰值)总和”。
- 如果
diff > 0,说明递增部分总和更大,函数返回0。 - 如果
diff < 0,说明递减部分总和更大,函数返回1。 - 如果
diff == 0,说明两部分总和相等,函数返回-1。
针对示例 [1, 3, 2, 1] 的运行过程
- 初始
diff=0,inc=true。 - i=0, x=1:非峰值,inc=true → diff += 1 → diff=1。
- i=1, x=3:前一个1<3且3>2,满足峰值条件 → inc=false,不操作diff。
- i=2, x=2:非峰值,inc=false → diff -= 2 → diff=-1。
- i=3, x=1:非峰值,inc=false → diff -= 1 → diff=-2。
- 最终 diff=-2 < 0,返回 1(递减部分更大),与预期一致。
复杂度分析
- 时间复杂度:算法只需一次从左到右的遍历,访问每个元素常数次操作,因此总时间复杂度为 O(n),其中 n 为数组长度(n ≤ 100000,满足性能要求)。
- 额外空间复杂度:除了输入数组本身外,只使用了几个固定变量(
diff、inc、循环索引等),不随数组规模变化,因此额外空间复杂度为 O(1)。
Go完整代码如下:
package main
import (
"fmt"
)
func compareBitonicSums(nums []int) int {
diff := 0
inc := true
for i, x := range nums {
if i > 0 && nums[i-1] < x && x > nums[i+1] {
inc = false
// 注意峰顶抵消掉了,不算入 diff
} else if inc {
diff += x
} else {
diff -= x
}
}
if diff > 0 {
return 0
}
if diff < 0 {
return 1
}
return -1
}
func main() {
nums := []int{1, 3, 2, 1}
result := compareBitonicSums(nums)
fmt.Println(result)
}
Python完整代码如下:
# -*-coding:utf-8-*-
from typing import List
def compare_bitonic_sums(nums: List[int]) -> int:
diff = 0
inc = True # 当前是否处于递增阶段
for i, x in enumerate(nums):
# 检测峰值:前一个元素小于当前,且当前大于后一个元素
if i > 0 and i + 1 < len(nums) and nums[i-1] < x and x > nums[i+1]:
inc = False
# 峰值不计入 diff(因为两边都包含,相互抵消)
elif inc:
diff += x
else:
diff -= x
if diff > 0:
return 0 # 递增部分(不含峰值)和大
elif diff < 0:
return 1 # 递减部分(不含峰值)和大
else:
return -1 # 两者相等
# 测试用例
if __name__ == "__main__":
nums = [1, 3, 2, 1]
print(compare_bitonic_sums(nums))
C++完整代码如下:
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int compareBitonicSums(const vector<int>& nums) {
int diff = 0;
bool inc = true; // 当前是否处于递增阶段
for (size_t i = 0; i < nums.size(); ++i) {
int x = nums[i];
// 检测峰值:前一个元素小于当前,且当前大于后一个元素(同时确保索引不越界)
if (i > 0 && i + 1 < nums.size() && nums[i-1] < x && x > nums[i+1]) {
inc = false;
// 峰值不计入 diff,因为两边都包含,相互抵消
} else if (inc) {
diff += x;
} else {
diff -= x;
}
}
if (diff > 0) return 0; // 递增部分(不含峰值)和大
if (diff < 0) return 1; // 递减部分(不含峰值)和大
return -1; // 两者相等
}
int main() {
vector<int> nums = {1, 3, 2, 1};
int result = compareBitonicSums(nums);
cout << result << endl;
return 0;
}