【优选算法必刷100题】第021~22题(二分查找算法):山脉数组的峰顶索引、寻找峰值

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目录

[021 山脉数组的峰顶索引](#021 山脉数组的峰顶索引)

[1.1 思路一:暴力解法](#1.1 思路一:暴力解法)

[1.1.1 算法思路](#1.1.1 算法思路)

[1.1.2 算法实现](#1.1.2 算法实现)

[1.2 思路二:二分查找](#1.2 思路二:二分查找)

[1.2.1 算法思路](#1.2.1 算法思路)

[1.2.2 算法实现](#1.2.2 算法实现)

[1.3 博主手记](#1.3 博主手记)

[022 寻找峰值](#022 寻找峰值)

[2.1 算法思路:二分查找](#2.1 算法思路:二分查找)

[2.1.1 算法思路](#2.1.1 算法思路)

[2.2 算法实现](#2.2 算法实现)

[2.3 博主手记](#2.3 博主手记)

结尾



021 山脉数组的峰顶索引

力扣链接:852. 山脉数组的峰顶索引

力扣题解链接:二分查找模版解决【山脉数组的峰顶索引】问题

题目描述:

1.1 思路一:暴力解法

1.1.1 算法思路

峰顶的特点:比两侧的元素都要大。
因此,我们可以遍历数组内的每一个元素,找到某一个元素比两边的元素大即可。

1.1.2 算法实现

代码演示如下------

cpp 复制代码
class Solution {
public:
	int peakIndexInMountainArray(vector<int>& arr) {
		int n = arr.size();
		// 遍历数组内每⼀个元素,直到找到峰顶 
		for (int i = 1; i < n - 1; i++)
			// 峰顶满⾜的条件 
			if (arr[i] > arr[i - 1] && arr[i] > arr[i + 1])
				return i;
		// 为了处理 oj 需要控制所有路径都有返回值 
		return -1;
	}
};

时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(1)。

1.2 思路二:二分查找

1.2.1 算法思路

1、分析峰顶位置的数据特点,以及山峰两旁的数据的特点:

(1)峰顶数据特点:arr[ i ] > arr[i - 1] && arr[ i ] > arr[i + 1]];

(2)峰顶左边的数据特点:arr[ i ] > arr[ i - 1] && arr[ i ] < arr[i + 1],也就是呈现上升趋势;

(3)峰顶右边数据的特点:arr[ i ]<arr[i- 1]&&arr[ i ] > arr[i + 1],也就是呈现下降趋势。

2、因此,根据mid位置的信息,我们可以分为下面三种情况:

(1)如果mid位置呈现上升趋势,说明我们接下来要在[mid + 1,right]区间继续搜索;
(2)如果mid位置呈现下降趋势,说明我们接下来要在[left,mid - 1]区间搜索;
(3)如果mid位置就是山峰,直接返回结果。

1.2.2 算法实现

代码演示如下------

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int peakIndexInMountainArray(vector<int>& arr) {
        int left = 1,right = arr.size() - 2; // 抛开第一个位置和最后一个位置,在中间找
        while(left < right)
        {
            int mid = left + (right - left + 1) / 2;
            if(arr[mid] > arr[mid - 1]) left = mid;
            else right = mid - 1;
        }
        return left;
    }
};

时间复杂度:O(logn),空间复杂度:O(1)。

1.3 博主手记

本题整个的思路、算法原理、解题过程博主在纸上推导了一遍,大家可以参考一下手记的推导过程!最好做题的过程中自己也推导一遍!!!自己能够推导很重要!


022 寻找峰值

力扣链接:162. 寻找峰值

力扣题解链接:二分查找模版解决【寻找峰值】问题

题目描述:

2.1 算法思路:二分查找

2.1.1 算法思路

寻找二段性------

任取一个点 i ,与下一个点i + 1,会有如下两种情况:

(1)arr[ i ] > arr[i + 1]:此时【左侧区域】一定会存在山峰(因为最左侧是负无穷),那么我们可以去左侧去寻找结果;

(2)arr[ i ] < arr[i + 1]:此时【右侧区域】一定会存在山峰(因为最右侧是负无穷),那么我们可以去右侧去寻找结果。

当我们找到【二段性】的时候,就可以尝试用【二分查找】算法来解决问题。

2.2 算法实现

代码演示如下------

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int findPeakElement(vector<int>& nums) {
        int left = 0,right = nums.size() - 1;
        while(left < right)
        {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if(nums[mid] < nums[mid + 1]) left = mid + 1;
            else right = mid;
        }
        return left;
    }
};

时间复杂度:O(logn),空间复杂度:O(1)。

2.3 博主手记

本题整个的思路、算法原理、解题过程博主在纸上推导了一遍,大家可以参考一下手记的推导过程!最好做题的过程中自己也推导一遍!!!自己能够推导很重要!


结尾

往期回顾:

【优选算法必刷100题】第019~20题(二分查找算法):x 的平方根、搜索插入位置

结语: 都看到这里啦!请大佬不要忘记给博主来个"一键四连"哦!

🗡博主在这里放了一只小狗,大家看完了摸摸小狗放松一下吧!🗡

૮₍ ˶ ˊ ᴥ ˋ˶₎ა

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