問題描述:
(這是一個 交互式問題 )
給你一個 山脈數組 mountainArr,請你返回能夠使得 mountainArr.get(index) 等於 target 最小 的下標 index 值。
如果不存在這樣的下標 index,就請返回 -1。
何爲山脈數組?如果數組 A 是一個山脈數組的話,那它滿足如下條件:
首先,A.length >= 3
其次,在 0 < i < A.length - 1 條件下,存在 i 使得:
A[0] < A[1] < ... A[i-1] < A[i]
A[i] > A[i+1] > ... > A[A.length - 1]
你將 不能直接訪問該山脈數組,必須通過 MountainArray 接口來獲取數據:
MountainArray.get(k) - 會返回數組中索引爲k 的元素(下標從 0 開始)
MountainArray.length() - 會返回該數組的長度
注意:
對 MountainArray.get 發起超過 100 次調用的提交將被視爲錯誤答案。此外,任何試圖規避判題系統的解決方案都將會導致比賽資格被取消。
示例 1:
輸入:array = [1,2,3,4,5,3,1], target = 3
輸出:2
解釋:3 在數組中出現了兩次,下標分別爲 2 和 5,我們返回最小的下標 2。
示例 2:
輸入:array = [0,1,2,4,2,1], target = 3
輸出:-1
解釋:3 在數組中沒有出現,返回 -1。
提示:
3 <= mountain_arr.length() <= 10000
0 <= target <= 10^9
0 <= mountain_arr.get(index) <= 10^9
解題思路:
其實這題根據題目要求:MountainArray.get 發起超過 100 次調用則算違規,以及數組長度爲限制爲10000,,很明顯我們能想到二分查找。
但是這裏二分查找要求爲有序的線性表,數組爲山峯數組,我們可以找到山頂,然後將數組分爲倆個有序數組,一個增序,一個減序。
A[0] < A[1] < ... A[i-1] < A[i]
A[i+1] > ... > A[A.length - 1]
二分查找是模板代碼:
int binary_search_down(MountainArray &mountain, int target, int l, int r){
while(l<=r){
int mid = l + (r-l)/2;
int tmp = mountain.get(mid);
if(tmp==target) return mid;
else if(tmp>target){
l = mid+1;
}else{
r = mid-1;
}
}
return -1;
}
這題主要思路是如何高效的找到峯頂
其實峯頂也可以通過二分查找獲得:
對於一個範圍 [i, j],我們可以先找到範圍 [i, j] 中間連續的兩個點 mid 與 mid + 1。如果 mountainArr.get(mid + 1) > mountainArr.get(mid),那麼可以知道峯值在範圍 [mid + 1, j] 內;如果 mountainArr.get(mid + 1) < mountainArr.get(mid),那麼可以知道峯值在範圍 [i, mid] 內。通過這樣的方法,我們可以在 O(logn) 的時間內找到峯值所處的下標
代碼如下:
int l=0,r=mountainArr.length()-1;
while(l<r){
int mid = l+(r-l)/2;
if(mountainArr.get(mid)<mountainArr.get(mid+1)){
l=mid+1;
}else{
r=mid;
}
}
int peak = l;
最後完整代碼如下:
/**
* // This is the MountainArray's API interface.
* // You should not implement it, or speculate about its implementation
* class MountainArray {
* public:
* int get(int index);
* int length();
* };
*/
class Solution {
public:
int findInMountainArray(int target, MountainArray &mountainArr) {
int l=0,r=mountainArr.length()-1;
while(l<r){
int mid = l+(r-l)/2;
if(mountainArr.get(mid)<mountainArr.get(mid+1)){
l=mid+1;
}else{
r=mid;
}
}
int peak = l;
int res = binary_search(mountainArr,target,0,peak);
if(res!=-1) return res;
return binary_search_down(mountainArr,target,peak+1,mountainArr.length()-1);
}
int binary_search(MountainArray &mountain, int target, int l, int r){
while(l<=r){
int mid = l + (r-l)/2;
int tmp = mountain.get(mid);
if(tmp==target) return mid;
else if(tmp>target){
r = mid-1;
}else{
l = mid+1;
}
}
return -1;
}
int binary_search_down(MountainArray &mountain, int target, int l, int r){
while(l<=r){
int mid = l + (r-l)/2;
int tmp = mountain.get(mid);
if(tmp==target) return mid;
else if(tmp>target){
l = mid+1;
}else{
r = mid-1;
}
}
return -1;
}
};