《演算法導論》筆記 第8章 8 2計數排序

2021-06-21 11:24:31 字數 1331 閱讀 7833

計數排序假設n個輸入元素中的每乙個都是介於0到k之間的整數,此處k為某個整數。當k=o(n)時,計數排序的執行時間為 θ(n)。

計數排序是穩定的。

void countingsort(int a,int b,int n,int k) 

for (int j=1;j<=n;j++)

for (int i=1;i<=k;i++)

for (int j=n;j>=1;j--)

}

8.2-1 說明counting-sort在陣列 a = <6,0,2,0,1,3,4,6,1,3,2> 上的處理過程。

c = <2,2,2,2,1,0,2>

c = <2,4,6,8,9,9,11>

c[i]表示最後乙個值為i的元素應在的位置。

倒序將a[i]中的元素複製到b[i]中的目標位置。

8.2-2 證明 counting-sort 是穩定的。

對最後的一次迴圈應用迴圈不變式證明b陣列是穩定的。

初始化:在第一次迭代前,b中沒有元素,是穩定的。

保持:某次迭代中,c[i]陣列中,儲存的是a中小於等於i的數有多少個。

即表示小於等於a[j]的最後乙個元素,應在的位置,將a[j]放入b中後,c[a[j]]--。

此時,之後的值為a[j]的元素數減去一。所以j之前的與j相同的數不會放到a[j]之後,因此a[j..n]仍是穩定的。

終止:最後一次迭代後,所有元素都複製到了b中,因此b[1..n]是穩定的。

8.2-3 在 counting-sort 過程中,假設最後一次迴圈的fao首部改為 for j <- 1 to length[a],證明該演算法仍能正常工作。修改後的演算法是穩定的嗎?

在每次迴圈中a[j]被放到小於等於a[j]的最後乙個元素所在的位置,而a[j]不一定是最後乙個小於等於a[j]的元素,但一定等於a[j]。

因此該演算法仍能正常工作,卻不再穩定。

8.2-4 請給出乙個演算法,使之對於給定的介於0到k之間的n個整數進行預處理,並能在o(1)時間內,回答出輸入的整數中有多少個落在區間[a..b]內。你給出的演算法的預處理的時間應該是θ(n+k)。

void prepare(int a,int c,int n,int k) 

for (int j=1;j<=n;j++)

for (int i=1;i<=k;i++)

}int getans(int c,int l,int r)

查詢時應保證0<=l<=r<=k。

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