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LeetCode 1095 山脉数组中查找目标值(二分)

题目链接:山脉数组中查找目标值

(这是一个 交互式问题

给你一个 山脉数组 mountainArr,请你返回能够使得 mountainArr.get(index) 等于 target 最小 的下标 index 值。

如果不存在这样的下标 index,就请返回 -1

何为山脉数组?如果数组 A 是一个山脉数组的话,那它满足如下条件:

首先A.length >= 3

其次,在 0 < i < A.length - 1 条件下,存在 i 使得:

  • A[0] < A[1] < ... A[i-1] < A[i]
  • A[i] > A[i+1] > ... > A[A.length - 1]

你将 不能直接访问该山脉数组,必须通过 MountainArray 接口来获取数据:

  • MountainArray.get(k) - 会返回数组中索引为k 的元素(下标从 0 开始)
  • MountainArray.length() - 会返回该数组的长度

注意:

MountainArray.get 发起超过 100 次调用的提交将被视为错误答案。此外,任何试图规避判题系统的解决方案都将会导致比赛资格被取消。

为了帮助大家更好地理解交互式问题,我们准备了一个样例 “答案”:https://leetcode-cn.com/playground/RKhe3ave,请注意这 不是一个正确答案

示例 1:

输入:array = [1,2,3,4,5,3,1], target = 3
输出:2
解释:3 在数组中出现了两次,下标分别为 2 和 5,我们返回最小的下标 2。

示例 2:

输入:array = [0,1,2,4,2,1], target = 3
输出:-1
解释:3 在数组中没有出现,返回 -1。 

提示:

  • 3 <= mountain_arr.length() <= 10000
  • 0 <= target <= 10^9
  • 0 <= mountain_arr.get(index) <= 10^9

思路

不用管此题是否为交互题,此题交互的点是不直接给你给数组,而是给你个函数让你自己求。

总体的思路看数据范围肯定时间复杂度是log级别的。

我们先根据山脉数组特点求出山顶的值,然后此时就会变成两个序列,一个递增,一个递减,分别二分找即可。

如何寻找山顶元素的值的,在二分出一个 mid 值时,如果 nums[mid]<nums[mid+1] 时代表此时序列还在递增的过程,需要向右找,则l=mid+1,如果不是,则证明此时是序列的递减过程,向左找 r=mid。最后找到山顶元素的值。

代码

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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

class MountainArray
{
private:
    vector<int> v;

public:
    int get(int index)
    {
        return v[index];
    }
    int length()
    {
        return v.size();
    }
    MountainArray(vector<int> nums)
    {
        v = nums;
    }
};

class Solution
{
public:
    int findReverseArray(MountainArray &mountainArr, int l, int r, int target)
    {
        while (l < r)
        {
            // 防止两个元素的情况,下取整改成上取整
            int mid = l + (r - l + 1) / 2;
            if (mountainArr.get(mid) < target)
                r = mid - 1;
            else
                l = mid;
        }
        if (mountainArr.get(l) == target)
            return l;
        return -1;
    }
    int findSortedArray(MountainArray &mountainArr, int l, int r, int target)
    {
        while (l < r)
        {
            int mid = l + (r - l) / 2;
            if (mountainArr.get(mid) < target)
                l = mid + 1;
            else
                r = mid;
        }
        if (mountainArr.get(l) == target)
            return l;
        return -1;
    }
    int findMountainTop(MountainArray &mountainArr, int l, int r)
    {
        while (l < r)
        {
            int mid = l + (r - l) / 2;
            // 当前处于递增序列中
            if (mountainArr.get(mid) < mountainArr.get(mid + 1))
                l = mid + 1;
            else
                r = mid;
        }
        // 此时一定l==r
        return l;
    }
    int findInMountainArray(int target, MountainArray &mountainArr)
    {
        int n = mountainArr.length();
        // 找山顶元素
        int peakIndex = findMountainTop(mountainArr, 0, n - 1);
        // 在递增序列中找
        int res = findSortedArray(mountainArr, 0, peakIndex, target);
        if (res != -1)
            return res;
        // 在递减序列中找
        return findReverseArray(mountainArr, peakIndex + 1, n - 1, target);
    }
};

int main()
{
    Solution ac;
    vector<int> nums{1, 2, 3, 4, 5, 3, 1};
    MountainArray m = MountainArray(nums);
    cout << ac.findInMountainArray(3, m) << endl;

    return 0;
}

最后修改于 2020-04-29

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