局部小值的查找(二分查找)

问题描述:

给定一任意相邻元素不重复的无序数组,找到其中任意一个局部最小值。(注:局部最小值的定义为该位置的元素小于其左右两个元素,对于首元素,只需小于后一个,尾元素小于前一个即可)

大体思路:

先进行首尾元素判断,若为局部最小值返回即可,否则从两边出发的趋势为下降的。如下图:

由上图可知left到right之间一定存在局部最小点。

mid = left + (right - left) / 2,判断mid点是否均小于左右两边的元素,若满足则说明mid为局部最小点,返回即可。否则。当arr[mid] > arr[mid + 1]时如下图:

 如上图所示可得mid 到 right之间一定存在局部最小点,因此更新left = mid。

arr[mid] > arr[mid - 1]时如下图:

此时left到mid之间一定存在局部最小值,跟新right = mid即可。

arr[mid] > arr[mid - 1] && arr[mid] > arr[mid + 1],上述两种更新均可。

 如此迭代,便可将O(N)的时间复杂度降低到O(logN)。

实现代码如下:

     public static int selution(int[] arr) {
         int left = 0, right = arr.length - 1, mid = 0;
         while (right - left > 1) { //长度为2时往出退
             if (arr[right] < arr[right - 1]) {
                 return right;
             }
             if (arr[left] < arr[left + 1]) {
                 return left;
             }
             mid = left + (right - left) / 2;
             if(arr[mid] < arr[mid + 1] && arr[mid] < arr[mid - 1]) {
                 return mid;
             }
             if(arr[mid] > arr[mid + 1]) {
                 left = mid;
             }
             if(arr[mid] > arr[mid - 1]) {
                 right = mid;
             }
         }
         return mid;
     }
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