峰值元素是严格大于其相邻元素的局部极大值,非全局最大值;std::max_element仅返回全局最大值,无法找出所有峰值,故不能替代峰值查找。

什么是峰值元素,以及为什么不能只用 std::max_element
峰值元素是指某个位置的值严格大于其左右邻居(边界元素只需大于唯一邻居即可)。它不是最大值,而是局部极大点。比如数组 {1, 3, 2, 4, 1} 中,索引 1(值 3)和索引 3(值 4)都是峰值;而 std::max_element 只返回全局最大值的迭代器,漏掉其他所有峰值。
暴力遍历:最直接、兼容所有 C++ 标准的写法
对每个位置检查是否满足峰值定义,时间复杂度 O(n),但逻辑清晰、无边界越界风险。
- 索引
0:只需判断arr[0] > arr[1](要求size > 1),否则单元素数组直接算峰值 - 中间位置
i:检查arr[i] > arr[i-1] && arr[i] > arr[i+1] - 末尾索引
n-1:只需判断arr[n-1] > arr[n-2] - 注意:必须用
&&短路求值,避免访问arr[-1]或arr[n]
vector<int> findPeaks(const vector<int>& arr) {
vector<int> peaks;
int n = arr.size();
if (n == 0) return peaks;
if (n == 1) { peaks.push_back(0); return peaks; }
if (arr[0] > arr[1]) peaks.push_back(0);
for (int i = 1; i arr[i-1] && arr[i] > arr[i+1])
peaks.push_back(i);
}
if (arr[n-1] > arr[n-2]) peaks.push_back(n-1);
return peaks;
}
</int></int></int>
二分查找找一个峰值:仅适用于“相邻元素不相等”的场景
LeetCode 经典题 findPeakElement 要求 O(log n) 找任意一个峰值,但前提是数组满足“任意两个相邻元素不相等”。这个条件不成立时,二分会失效——比如 {1, 2, 2, 1} 中中间两个 2 相邻,arr[mid] == arr[mid+1] 无法判断哪边更可能有峰值,只能退回到线性扫描。
- 二分只适合找“一个”峰值,不是“所有”
- 比较方向依赖于
arr[mid] 还是 <code>>,不能用==分支做决策 - 若题目未明确说明“无重复相邻元素”,别硬套二分
处理重复值和平台差异的细节
峰值定义中“严格大于”是关键。C++ 标准库没有现成函数支持该语义,自己实现时必须用 >,不能用 >=。
- 输入含重复值(如
{1, 2, 2, 3, 2}):索引3(值3)是峰值;索引1和2不是(2 == 2,不满足严格大于) - 使用
std::vector时,确保传入 const 引用避免拷贝;用at()会抛异常,不如手动边界判断安全 - 如果数组是原始指针 + 长度,记得把长度作为参数显式传入,别依赖
sizeof
峰值查找看似简单,真正容易出错的是边界处理和“严格大于”的落实——写完务必用 {1}、{1,2}、{2,1}、{1,2,1} 这几组最小用例过一遍。
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