連續正面的最長序列問題

2021-06-27 16:11:53 字數 602 閱讀 4521

設想你拋一枚硬幣n次,你期望看到的連續正面的最長序列是多長?

這是演算法導論第四章裡的乙個問題,今天看了好久,才明白過來,在這裡做個記錄。

書上從兩個不同的角度分析了這個問題,乙個是從概率的角度,通過計算這個序列長度的上界和下界推導出序列長度,乙個是利用書上所說的指示隨機變數(indicator random variable)的角度(個人理解就是期望),去分析。前者太複雜了,看了一半就暈了,這裡只分析一下第二種的方法。

定義xik表示序列長度至少為k的序列開始於第i次拋硬幣的概率。

那麼,這個長度至少為k的序列出現次數的期望就是:e[x1k+x2k+...+x(n-k+1)k]

這裡的n-k+1是總長為n的序列中,長度為k的序列的個數。

這裡,xik很好算,就是1/2^k。

所以,這個期望算出來就是(n-k+1)/(2^k)。

因此,我們就可以通過代入不同的k值,計算出長度為k的序列的期望數目。

當k=c lg n時,計算出來期望可以寫成o(1/n^(c-1))。

當c較大時,期望就會很小,那麼它就不大可能發生;當c很小,比如c<1/2時,期望就會很大,這說明它很可能發生。因此可以得到結論這個連續正面的最長序列的期望就是o(lg n)

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