1. 程式人生 > >最壞情況為線性時間的選擇算法

最壞情況為線性時間的選擇算法

n個元素 pan 時間復雜度 向下取整 賦值 選擇 spa 向上取整 pri

算法select可以確認一個有n>1個不同元素的輸入數組中第i小的元素。(如果n=1,則select只返回它的唯一輸入數值作為第i小的元素。)

1.將輸入數組的n個元素劃分為n/5(向下取整)組,每組5個元素,則至多只有一組由剩下的n mod 5個元素組成。

2.尋找這n/5(向上取整)組中每一組的中位數:首先對每組元素進行插入排序,然後確定每組有序元素的中位數。

3.對第2步中找出的n/5(向上取整)個中位數,遞歸調用select以找出其中位數x(如果有偶數個中位數,為了方便,約定x是較小的中位數)。

4.利用修改過的PARTITION版本,按中位數的中位數x對輸入數組進行劃分。讓k比劃分的地區中的元素數目多1,因此x是第k小的元素,並且有n-k個元素在劃分的高區。

5.如果i=k,則返回x。如果i<k,則在低區遞歸調用select來找出第i小的元素。如果i>k,則在高區遞歸查找第i-k小的元素。

#include <stdio.h>

#define ARRAY_SIZE 10

int select(int a[], int l, int r, int k);
int partition(int a[],int p,int r,int pivot);
void insertsort(int a[], int low, int high);
void swap(int a[], int i, int j);

int main(void) { int a[ARRAY_SIZE]={25,31,89,12,67,53,44,59,71,19}; printf("%d\n",select(a,0,ARRAY_SIZE-1,6)); } int select(int a[], int l, int r, int k) { int group; int i; int left,right,mid; int pivot; int p,left_num; if (r-l+1 <= 5) { insertsort(a,l,r);
return a[l+k-1]; } group = (r-l+1+5)/5; for(i=0; i<group; i++) { left = l+5*i; right = (l+5*i+4) > r?r:l+5*i+4; //超出右便捷就使用右邊界賦值 mid = (left+right)/2; insertsort(a,left,right); //將各組中位數與前i個元素互換位置,方便遞歸select尋找中位數的中位數 swap(a,l+i,mid); } pivot = select(a,l,l+group-1,(group+1)/2); // 找出中位數的中位數 // 用中位數的中位數作為基準的位置 p = partition(a,l,r,pivot); left_num = p-l; if(k == left_num+1) return a[p]; else if(k<=left_num) //k在低區 return select(a, l, p-1, k); else //k在高區 return select(a, p+1, r, k-left_num-1); } int partition(int a[],int p,int r,int pivot) { int x; int i=p-1; int j,tmp; for (j=p;j<r;j++) { if(a[j] == pivot) { swap(a,j,r); } } x = a[r]; for(j=p;j<r;j++) { if(a[j]<=x) { i++; tmp=a[i]; a[i]=a[j]; a[j]=tmp; } } tmp=a[r]; a[r]=a[i+1]; a[i+1]=tmp; return i+1; } // 插入排序 void insertsort(int a[], int low, int high) { int i,j; int key; for(i=low+1; i<=high; i++) { key = a[i]; for (j=i-1;j>=low&&key<a[j];j--) { a[j+1] = a[j]; } a[j+1] = key; } } void swap(int a[], int i, int j) { int tmp=a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = tmp; }

它的時間復雜度為O(n)

最壞情況為線性時間的選擇算法