Python程序找出数组中最大元素所在索引


假设,我们有一个名为“TestArray”的类,它包含一个其他类无法访问的数组,以及两个公共成员函数 length() 和 compare()。函数 length() 返回数组的长度,函数 compare() 返回三个不同的值,比较数组中的各个子数组。该函数接受四个值 l、r、x、y 作为输入,并按如下方式工作:

  • 如果 (array[l] + array[l+1]+......+array[r-1]+array[r]) > (array[x] + array[x+1]+......+array[y1]+array[y]);则返回 1

  • 如果 (array[l] + array[l+1]+......+array[r-1]+array[r]) = (array[x] + array[x+1]+......+array[y1]+array[y]);则返回 0

  • 如果 (array[l] + array[l+1]+......+array[r-1]+array[r]) < (array[x] + array[x+1]+......+array[y1]+array[y]);则返回 -1

我们必须在不访问数组本身,仅使用类的成员函数的情况下找出数组中最大元素的索引。

因此,如果输入类似于 array = [8, 4, 2, 12, 11, 8, 4, 2, 7],则输出将为 3。数组中最大的元素是 12,它位于索引 3。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • n := length()

  • low:= 0

  • high := n - 1

  • 当 low < high 时,执行以下操作:

    • mid := (low+high+1) / 2 的向下取整值

    • 如果 (low+high+1) mod 2 等于 0,则:

      • res := compare(low, mid-1, mid, high)

      • 如果 res 等于 1,则:

        • high := mid -1

      • 否则:

        • low := mid

    • 否则:

      • res := compare(low, mid-1, mid+1, high)

      • 如果 res 等于 1,则:

        • high := mid -1

      • 否则,当 res 等于 -1 时,则:

        • low := mid -1

      • 否则:

        • 返回 mid

    • 如果 high 等于 low,则:

      • 返回 high

  • 返回 -1

示例 (Python)

让我们看看以下实现以更好地理解:

 在线演示

class TestArray:
   def __init__(self, array) -> None:
      self.__arr = array

   def length(self):
      return len(self.__arr)

   def compare(self, l, r, x, y):
      val1 = sum(i for i in self.__arr[l:r+1])
      val2 = sum(j for j in self.__arr[x:y+1])
      if val1 > val2:
         return 1
      elif val1 == val2:
         return 0
      elif val1 < val2:
         return -1

def solve(reader):
   n = reader.length()
   low,high = 0,n - 1
   while low < high:
      mid = (low+high+1)//2
      if (low+high+1)%2 == 0:
         res = reader.compare(low,mid-1,mid,high)
         if res == 1:high = mid - 1
         else:low = mid
      else:
         res = reader.compare(low,mid-1,mid+1,high)
         if res == 1:high = mid - 1
         elif res == -1:low = mid + 1
         else: return mid
      if high == low: return high
   return -1

arr_ob = TestArray([8, 4, 2, 12, 11, 8, 4, 2, 7])
print(solve(arr_ob))

输入

[8, 4, 2, 12, 11, 8, 4, 2, 7]

输出

3

更新时间: 2021年5月18日

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