c++_leetcode_寻找峰值

news2024/12/22 17:09:24

一、寻找峰值的示例

二、官方实现代码及解释

1、官方测试结果：

2、代码解释：

3、解题思路：

三、我的暴力解决

1、测试一：

2、测试二：

3、最终“暴力求解”代码：

4、官网提交测试通过：

5、解题思路：

四、c++函数max_element（）解决

1、函数使用介绍：

2、max_element（）峰值寻找完整代码：

一、寻找峰值的示例

示例 1：

输入：nums = [1,2,3,1]
输出：2
解释：3 是峰值元素，你的函数应该返回其索引 2。

示例 2：

输入：nums = [1,2,1,3,5,6,4]输出：1 或 5 
解释：你的函数可以返回索引 1，其峰值元素为 2；
     或者返回索引 5， 其峰值元素为 6。

提示：

1 <= nums.length <= 1000
-231 <= nums[i] <= 231 - 1
对于所有有效的 i 都有 nums[i] != nums[i + 1]

二、官方实现代码及解释

1、官方测试结果：

2、代码解释：

class Solution {
public:
int findPeakElement(vector<int>& nums) {

//1、准备工作：获得nums、生成随机索引值

//随机索引值可以在一定概率上可以快速得到峰值，最好情况是刚好随机到峰值数的索引，最差情况是刚好随机到距离峰值最远的元素
int n = nums.size(); //得到nums数据长度
int idx = rand() % n; //随机生成0~n-1的索引idx值

//2、设计函数get，输入i，得到数组对(0/1, nums[i])

// 辅助函数，输入下标 i，返回一个二元组 (0/1, nums[i])
// 方便处理 nums[-1] 以及 nums[n] 的边界情况

auto get = [&](int i)->pair<int,int>{
if(i==-1||i==n)
{
return{0,0};
}
return {1,nums[i]};
};

详细解释lambda表达式：

get是函数名
[&]是所有变量以引用捕获的方式传入到表达式中，也就是i传入后可访问、修改
(int i)是参数列表，这里参数是整型
-> pair<int,int>是返回值类型为pair<int,int>,定义为两个int型的数据对
{} 里面是函数体，此处返回(0/1, nums[i])，0是超过边界的数对，1是符合边界0~n-1的所有数对

while(!(get(idx - 1)<get(idx)&&get(idx)>get(idx + 1))){
if(get(idx)<get(idx+1))
{
idx += 1;
}
else
{
idx -= 1;
}
}

return idx;

}
};

3、解题思路：

（1）当不是峰值的数时，峰值出现在idx的左边或者右边，索引值idx<idx+1时峰值索引变成idx+1，相反idx<idx-1，峰值索引变为idx-1。

（2）i值大于i+1且i值小于i-1

三、我的暴力解决

class Solution {
public:
    int findPeakElement(vector<int>& nums) {
        int n=nums.size();
        int idx = 0;
        for(int i = 1;i<n-1;i++)
        {
            if(n==2)
            {
                if(nums[i] > nums[i-1])
                {
                    idx = i;
                    break;
                }
                else if(nums[i] < nums[i-1])
                {
                   idx = i-1;
                    break; 
                }
            }
            if(nums[i] > nums[i+1] && nums[i] > nums[i-1]) {
            idx = i;
            break; }

        }

        return idx;
    }
};

1、测试一：

测试用例失败：nums =[1,2]，输出0，期望是1

调试一下发现循环条件"n<n-1"，当n=2时，n<1,n从1开始，所以没有进入循环判断"if(n==2)"的条件，测试nums =[1,2]案例失败。

修改while循环条件，得到正确输出：

但是，似乎不行呀，执行nums=[1,2,3,4]的时候，没有峰值，所以出错

所以，我发现，官方给的答案确实有他的道理！！！这里没考虑峰值为单边的情况，比如只有上坡或者只有下坡，单独“if (nums[i] > nums[i + 1] && nums[i] > nums[i - 1])”就会报以上的错误了。

2、测试二：

考虑新增上下坡的情况判断

if (i + 1 == n)
        {
            if (nums[i] > nums[i - 1])
            {
                idx = i;
                break;
            }
            if (nums[i] < nums[i - 1])
            {
                break;
            }
        }

Yes，测试下坡vector<int> nums = {4,3,2,1}通过：测试上坡vector<int> nums = {1,2,3,4}通过：

3、最终“暴力求解”代码：

在vs上测试代码Solution.cpp、Solution.h、 main.cpp

Solution.cpp

#include "Solution.h"

int Solution::findPeakElement(vector<int>& nums)
{
    int n = nums.size();
    int idx = 0;
    for (int i = 1; i < n ; i++)
    {
        if (n == 2)
        {
            if (nums[i] > nums[i - 1])
            {
                idx = i;
                break;
            }
            else if (nums[i] < nums[i - 1])
            {
                idx = i - 1;
                break;
            }
        }
        if (i + 1 == n)
        {
            if (nums[i] > nums[i - 1])
            {
                idx = i;
                break;
            }
            if (nums[i] < nums[i - 1])
            {
                break;
            }
        }
        if (nums[i] > nums[i + 1] && nums[i] > nums[i - 1]) {
            idx = i;
            break;
        }

    }

    return idx;
}

Solution.h

#pragma once
#include<vector>
using namespace std;
class Solution
{
public:
	int findPeakElement(vector<int>& nums);
};

mian.cpp

#include<iostream>
using namespace std;
#include"Solution.h"

int main()
{
    vector<int> nums = {4,3,2,1};
    
    Solution Func;
    int index = Func.findPeakElement(nums);

    cout << index << endl;
}

4、官网提交测试通过：

5、解题思路：

首先想到nums的峰值元素满足条件1：if(nums[i]>nums[i+1]&&nums[i]<nums[i-1]);
提交1后，nums=[1]只有一个元素时，idx应该返回0;所以idx初始值为0;
提交2后，nums=[1,2]只有两个元素时，idx应该等于较大元素,增加两个元素时条件2:if(n==2)时idx=较大值索引；
提交3后，只有上下坡报错，新增条件3：nums=[1,2,3,4]上坡时，idx应该等于最后一个元素的索引;下坡nums=[4,3,2,1]时，idx应该等于最后一个元素的索引；
注意for循环范围for (int i = 1; i < n ; i++)。

四、c++函数max_element（）解决

我真的栓Q了，原来函数解决这么简单哦！

1、函数使用介绍：

max_element（）与min_element（）分别用来求vector容器的最大元素和最小元素的位置。

1）vector容器
vector<int> n;
int maxPosition = max_element(n.begin(),n.end()) - n.begin(); //最大值下标
int minPosition = min_element(n.begin(),n.end()) - n.begin();//最小值下标

2）普通数组
int a[]={1,2,3,4};
int maxPosition = max_element(a,a+4) - a; //最大值下标
int minPosition = min_element(a,a+4) - a;//最小值下标

3）最大值最小值
int maxValue1 = *max_element(nums.begin(), nums.end()); //vector最大值
int minValue1 = *min_element(nums.begin(), nums.end());//vector最小值
int maxValue2 = *max_element(a, a + 4); //a[]最大值
int minValue2 = *min_element(a, a + 4);//a[]最小值

2、max_element（）峰值寻找完整代码：

#include<iostream>
using namespace std;
#include <algorithm>

int main()
{
    vector<int> nums = {4,3,2,1};

    int index = max_element(nums.begin(), nums.end()) - nums.begin(); //最大值下标
    cout <<"vector下最大值下标：" << index << endl;

    int a[] = { 4,3,2,1 };
    int maxIdx = max_element(a, a + 4) - a;
    cout << "a[]   下最大值下标："  << maxIdx << endl;

    int maxValue1 = *max_element(nums.begin(), nums.end()); //最大值
    int minValue1 = *min_element(nums.begin(), nums.end());//最小值
    int maxValue2 = *max_element(a, a + 4); //最大值
    int minValue2 = *min_element(a, a + 4);//最小值

    cout << "vector下的max值：" << maxValue1 << "  min值：" << minValue1 << endl;
    cout << "a[]   下的max值：" << maxValue1 << "  min值：" << minValue2 << endl;

}