演算法學習 遞迴實踐

2021-08-13 16:31:28 字數 1853 閱讀 3450

完成日期:2017/9/26

1. 實踐題目

求兩個有序序列的中位數

2. 問題描述

已知有兩個等長的非降序序列s1, s2, 設計函式求s1與s2並集的中位數。

有序序列a0 ,a1 ,⋯,an−1 的中位數指a(n−1)/2 的值,即第⌊(n+1)/2⌋個數(a0 為第1個數)。

要求時間複雜度為o(logn)

3. 演算法描述

分別求出序列a和序列b的中位數a[mid1]和b[mid2],比較兩個中位數的大小,會出現三種情況:

1). a[mid1] = b[mid2]:即a[mid1]為兩個序列的中位數;

2). a[mid1] < b[mid2]:則中位數會出在a[mid1]和b[mid2]之間,在序列a

中刪除a[mid1]之前的元素得到序列a1,在序列b中刪除b[mid2]之後的元素得到序列b1;

3). a[mid1] > b[mid2]: 則中位數會出在b[mid2]和a[mid1]之間,在序列a

中刪除a[mid1]之後的元素得到序列a1,在序列b中刪除b[mid2]之前的元素得到序列b1;

在a1和b1中分別求出中位數,重複上述步驟1 2 3,如果得到兩個序列都只剩乙個元素,則兩個元素中較小的那個就是所求。

注意:因為要求每次兩個序列要捨棄的長度要相等,因此序列有奇數個元素和偶數個元素要分開討論。

4. 演算法時間及空間複雜度分析

因為每次求得兩個序列的中位數之後,得到的兩個子串行的長度都是上兩個序列的一半,因為迴圈共執行log2n次,因此時間複雜度為o(logn)。

因為演算法除了簡單的變數以外,沒有與n規模相關的輔助變數,因此空間複雜度為o(1)。

5. 程式**

#include 

using

namespace

std;

void searchz(int a, int b, int k)

else

if (a[mid1] < b[mid2])

else

}else

else

}

}if (a[l1] < b[l2])

else

return;

} int main()

for (int j = 0; j < k; j++)

searchz(m, n, k);

return

0;}

6. 程式執行截圖

7. 心得體會

看到題目所要求的時間複雜度為o(logn)時,結合之前所學的歸併排序,知道如果要演算法時間的數量級為logn的話,每迴圈一次之後資料的規模都要減半,因此首先需要思考如何在每一次迴圈之後n要變成n/2,也就是運用上mid。

然後演算法的框架出來之後,一開始執行的時候出現了無限迴圈的情況,後來思考了一下,發現自己忽略兩個序列每次都要捨棄的長度要相同,因此需要分奇偶討論。

後來老師提出了乙個不需要分奇偶討論的方法,就是mid1 = (left1 + right1) /2, mid2 = (left2 + right2+1)/2,這樣對奇數個元素時沒有影響,但是又能保證在偶數個元素時,兩個序列捨棄的長度相同,但是這種做法我在實施的時候,遇到了乙個很嚴重的問題:

思考了很久只得出了乙個解決方法= =,就是在最後每個序列只剩下2個元素的時候,對這四個元素進行排序得到中位數,這樣對時間複雜度沒有做什麼貢獻,但是會有些累贅。除了這個以外就沒想到其他的方法了。

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