寻找峰值(局部最大、局部最小)——二分查找

x33g5p2x  于2021-09-19 转载在 其他  
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寻找峰值

也就是局部最大,可以采用二分法来实现。当然局部最小也一样。

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。

解题思路

类似这种局部最小和局部最大的问题。我们均可以采用二分的方法来解决,并不一样非要有序才可使用二分进行搜索。特定条件的无序也是可以的。简单来说二分查找的目的就是舍弃一般可以抛弃的降低查找次数。
首先我们先对情况进行分析,首先判断两个端点是否为峰值,如果是则返回;如果不是,借助一下高数中的拉格朗日定理的思想。则两端均具有一个向上的趋势,因此中间必定存在一个峰值的拐点。

在这里插入图片描述

则对于中点可以分为四种情况,

  • ①它就是峰值,均大于左右两边
  • ②它是与它相邻的两个元素,呈现一个递降趋势,则该点与此时的左端点之间必定存在一个峰值。更新右端点。
  • ③与②同理,呈现递增的时候,该点与此时的右端点之间必定存在一个峰值,更新左端点。
  • ④两边都可以。而且两个必定都存在峰值。如下图

在这里插入图片描述

代码实现

  1. class Solution {
  2. public int findPeakElement(int[] nums) {
  3. int len = nums.length;
  4. int L = 0;
  5. int R = len -1;
  6. if(len == 1){
  7. return 0;
  8. }
  9. if(nums[0]>nums[1])
  10. {
  11. return L;
  12. }
  13. if(nums[len-1] > nums[len-2]){
  14. return R;
  15. }
  16. int mid;
  17. do{
  18. mid = L + ((R-L)>>1);
  19. if(nums[mid]>nums[mid-1] && nums[mid] > nums[mid+1])
  20. {
  21. return mid;
  22. }else if(nums[mid - 1]>nums[mid] && nums[mid] > nums[mid+1])
  23. {
  24. R = mid;
  25. }else if(nums[mid-1] < nums[mid] && nums[mid] < nums[mid+1]) {
  26. L = mid;
  27. }else
  28. {
  29. L = mid;
  30. }
  31. }while(L<R);
  32. return -1;// 可有可无,返回个-1,代表失败吧
  33. }
  34. }

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/find-peak-element
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