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1.一维数组中的查找
2. 二维数组中的查找
思路:
图示:
代码实现:
3. 寻找峰值
思路:
图示:
代码实现:
1.一维数组中的查找
本来我们可以遍历数组直接查找,每次检查当前元素是不是要找的值。
for i in range(len(nums)):
if nums[i] == target:
return i
但是这样这个有序的数组我们就没有完全利用起来。我们想想,若是目标值比较小,肯定在前半区间,若是目标值比较大,肯定在后半区间,怎么评价大小?我们可以用中点值作为一个标杆,将整个数组分为两个区间,目标值与中点值比较就能知道它会在哪个区间,这就是分治的思维。
具体做法:
- step 1:从数组首尾开始,每次取中点值。
- step 2:如果中间值等于目标即找到了,可返回下标,如果中点值大于目标,说明中点以后的都大于目标,因此目标在中点左半区间,如果中点值小于目标,则相反。
- step 3:根据比较进入对应的区间,直到区间左右端相遇,意味着没有找到。
class Solution:
def search(self , nums: List[int], target: int) -> int:
l = 0 #左端点
r = len(nums) - 1 #右端点
#从数组首尾开始,知道二者相遇
while l <= r:
#每次检查中间的值
m = int((l+r)/2)
if nums[m] ==target:
return m
#进入左半区
if nums[m] > target:
r = m - 1
#进入右半区
else:
l = m + 1
return -1
2. 二维数组中的查找
在一个二维数组array中(每个一维数组的长度相同),每一行都按照从左到右递增的顺序排序,每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数,输入这样的一个二维数组和一个整数,判断数组中是否含有该整数。
[
[1,2,8,9],
[2,4,9,12],
[4,7,10,13],
[6,8,11,15]
]
给定 target = 7,返回 true。
给定 target = 3,返回 false。
数据范围:矩阵的长宽满足 0 \le n,m \le 5000≤n,m≤500 , 矩阵中的值满足 0 \le val \le 10^90≤val≤109
进阶:空间复杂度 O(1)O(1) ,时间复杂度 O(n+m)O(n+m)
示例1
输入:7,[[1,2,8,9],[2,4,9,12],[4,7,10,13],[6,8,11,15]]
返回值:true
说明:存在7,返回true
示例2
输入:1,[[2]]
返回值:false
示例3
输入:3,[[1,2,8,9],[2,4,9,12],[4,7,10,13],[6,8,11,15]]
返回值:false
说明:不存在3,返回false
思路:
- step 1:首先获取矩阵的两个边长,判断特殊情况。
- step 2:首先以左下角为起点,若是它小于目标元素,则往右移动去找大的,若是他大于目标元素,则往上移动去找小的。
- step 3:若是移动到了矩阵边界也没找到,说明矩阵中不存在目标值
图示:
代码实现:
class Solution:
def Find(self , target: int, array: List[List[int]]) -> bool:
# 先判断是否为空
if len(array) == 0:
return False
if len(array[0]) == 0:
return False
n = len(array)
m = len(array[0])
i = n -1
j = 0
while i >= 0 and j < m:
if array[i][j] == target:
return True
elif array[i][j] > target: #如果大于target,向右移动,i-1
i-=1
else :#如果小于target,向上移动 j+1
j+=1
return False
3. 寻找峰值
给定一个长度为n的数组nums,请你找到峰值并返回其索引。数组可能包含多个峰值,在这种情况下,返回任何一个所在位置即可。
1.峰值元素是指其值严格大于左右相邻值的元素。严格大于即不能有等于
2.假设 nums[-1] = nums[n] = -\infty−∞
3.对于所有有效的 i 都有 nums[i] != nums[i + 1]
4.你可以使用O(logN)的时间复杂度实现此问题吗?
如输入[2,4,1,2,7,8,4]时,会形成两个山峰,一个是索引为1,峰值为4的山峰,另一个是索引为5,峰值为8的山峰,如下图所示:
示例1
输入:[2,4,1,2,7,8,4]
返回值:1
说明:4和8都是峰值元素,返回4的索引1或者8的索引5都可以
示例2
输入:[1,2,3,1]
返回值:2
说明:3 是峰值元素,返回其索引 2
思路:
- step 1:二分查找首先从数组首尾开始,每次取中间值,直到首尾相遇。
- step 2:如果中间值的元素大于它右边的元素,说明往右是向下,我们不一定会遇到波峰,但是那就往左收缩区间。
- step 3:如果中间值大于右边的元素,说明此时往右是向上,向上一定能有波峰,那我们往右收缩区间。
- step 4:最后区间收尾相遇的点一定就是波峰。
图示:
代码实现:
class Solution:
def findPeakElement(self , nums: List[int]) -> int:
left = 0
right = len(nums) - 1
while left < right:
mid = int((left + right) / 2)
# 右边是往下,不一定有坡峰
if nums[mid] > nums[mid+1]:
right = mid
# 右边是往上,一定能找到波峰
else:
left = mid + 1
# 其中一个波峰
return right
4.数组中的逆序对(重点重点重点重点)
LeetCode刷题力扣题解 | 剑指Offer 51. 数组中的逆序对 | 思路讲解及Python3代码实现_哔哩哔哩_bilibili
在数组中的两个数字,如果前面一个数字大于后面的数字,则这两个数字组成一个逆序对。输入一个数组,求出这个数组中的逆序对的总数P。并将P对1000000007取模的结果输出。 即输出P mod 1000000007
输入描述:
题目保证输入的数组中没有的相同的数字
示例1
输入:[1,2,3,4,5,6,7,0]
返回值:7
示例2
输入:[1,2,3]
返回值:0
class Solution:
def InversePairs(self , data: List[int]) -> int:
# write code here
def mergeSort(L,R):
if L>=R: return 0
m=L+(R-L)//2
cnt = mergeSort(L, m) + mergeSort(m+1, R)
i,j=L,m+1
pos = L
while i<=m and j<=R:
if data[i]<=data[j]:
tmp[pos] = data[i]
i+=1
else:
tmp[pos] = data[j]
j+=1
cnt += (m-i+1)
pos +=1
for k in range(i,m+1):
tmp[pos] = data[k]
pos +=1
for k in range(j,R+1):
tmp[pos] = data[k]
pos +=1
data[L:R+1] = tmp[L:R+1]
return cnt
n=len(data)
tmp = [0]*n
return mergeSort(0,n-1)%1000000007