在算法導論中,我們如何尋找第k小

一般的方法是排序後輸出,這樣的方法複雜度是O(nlogn)

但我們可以不必排序到最後,可以設計一種概率性算法,在多數情況下可以不用完全排序就可以知道第k個元素。

這是一種隨機的方法。結合快速排序來理解。快速排序中,中間元的位置是確定的。就比如{3,2,1,4,5}我們選擇3爲中間元進行分治,排序第一趟後數組變成{2,1,3,4,5}3的位置在第一躺時固定。如果我們找的是第3大元素時,這種方法第一趟就可以得到結果。

每次調用時獨立,就是說每次調用這個函數時間服從某種隨機分佈並且彼此獨立。

時間複雜度:最好Θ(n),最壞Θ(n^2)。這是一種隨機概率性算法,如果不是運氣壞到爆炸,否則很難取到最壞的情況。

理解的朋友,不要忘了贊一個~ 

我寫的代碼:

#include <iostream>

using namespace std;
int rank_partion(int a[], int p, int q){
    int k=a[p];
    int i=p;
    int j=q;
    int flag=1;
    if(p==q)
        return p;
    else if(p>q){
        return -1;
    }
    while(i!=j){
        if(flag==1){
            if(a[j]<k){
                a[i]=a[j];
                i++;
                flag = 0;
            }
            else{
                j--;
            }
        }
        else{
            if(a[i]>k){
                a[j]=a[i];
                j--;
                flag = 1;
            }
            else{
                i++;
            }
        }
    }
    a[i]=k;
    return i;
}
int find_rank_k(int a[],int p, int q, int i){
    int k = rank_partion(a,p,q);
    if(p>q){
        return -1;
    }
    cout<<"k"<<k<<": "<<a[k]<<" "<<i<<endl;
    if(k==i){
        return a[k];
    }
    else if(k<i){
        return find_rank_k(a,k+1,q,i);
    }
    else{
        return find_rank_k(a,p,k-1,i);
    }
}
int main()
{
    int a[]={5,2,3,4,1};
    cout<<find_rank_k(a,0,4,2)<<endl;
    for(int i=0;i<5;i++){
        cout<<a[i]<<endl;
    }
}

想要了解更多,移步B站看時間複雜度的推導。

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