算法导论之中位数和顺序统计量(1)

来源:互联网 发布:mac能做什么 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 10:54

期望为线性时间的选择算法

顾名思义,此算法的期望为线性时间。算法RANDOMIZED-SELECT是以快排为基本模型的。与快排一样,我们依然将输入数组进行递归划分。但是由于本算法的目的是找出数组中第i小的数,因此我们只需要对一边进行处理即可。这一差异体现在算法的时间性能上,快排的期望运行时间是O(nlgn),而此算法的期望运行时间是O(n)。在算法RANDOMIZED-SELECT中,我们用到了之前第7章快排里面的RANDOMIZED-PATITION算法。

算法RANDOMIZED-SELECT(A,p,r,i) (A是数组名,元素都存放在数组A中,p是数组的首个元素的下标,r是数组的最后一个元素的下标,i就是将要找数组中第i小的元素)的伪代码如下:

RANDOMIZED-SELECT(A,p,r,i)

if p==r

  return A[p];

q=RANDOMIZED-PATITION(A,p,r);

k=q-p+1;   //计算q的下标,赋值给k,k表示第k小,而q表示是数组中的第q个元素

if i==k    //the point value is the answer

  returnA[q];

else if i<k

  returnRANDOMIZED-SELECT(A,p,q-1,i);

else return RANDOMIZED-SELECT(A,q+1,r,i-k);

经过数学分析和计算,得到算法时间复杂度为O(n)

并且有这样的结论:假设所有元素都是互异的,在期望线性时间内,我们可以找到任意顺序统计量,特别是中位数。

下面附上与本算法相关的第7章的相关算法:

RANDOMIZED-PARTITION(A,p,r)函数:

RANDOMIZED-PARTITION(A,p,r):

If p<r

  q=PARTITION(A,p,r);

  RANDOMIZED-PARTITION(A,p,q-1);

RANDOMIZED-PARTITION(A,q+1,r);

PARTITION(A,p,r)函数:

PARTITION(A,p,r)

x=A[r];

i=p-1;

for j=p to r-1

  if A[j]<=x

i=i+1;

exchange A[i] with A[j];

exchange A[i+1] with A[r];

return i+1;

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