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基于快速排序思想的随机排列的数组中找第k小的数

2011-02-18 09:20 399 查看
在一组随机排列的数组中找出第k小的,这个元素称为k-th Order Statistic。
能想到的最直观的算法肯定是先把这些数排序然后取第k个,时间复杂度和排序算法相同,可以是Θ(nlgn)。
但它也有平均情况下时间复杂度是Θ(n)的算法,基于快速排序思想。

算法:

01 /* 这个函数的返回值就是第j小的数 */
02 int partition(int start, int end)
03 {
04 int i, j, pivot=a[start], temp;
05 i = start;
06 j = end;
07
08 while (i < j)
09 {
10 while (a[i] <= pivot && i < end) i++;
11 while (a[j] >= pivot && j > start) j--;
12 if (i < j)
13 {
14 temp = a[i];
15 a[i] = a[j];
16 a[j] = temp;
17 }
18 }
19 a[start] = a[j];
20 a[j] = pivot;
21 return j;
22 }
23
24 /* 从start到end之间找出第k小的元素 */
25 int order_statistic(int start, int end, int k)
26 {
27 // 用partition函数把序列分成两半,中间的pivot元素是序列中的第i个
28 int i = partition(start, end);
29 if (k == i)
30 return i; // 返回找到的元素
31 else if (k > i)
32 order_statistic(i+1, end, k); // 从后半部分找出第k-i小的元素并返回
33 else
34 order_statistic(start, i-1, k); // 从前半部分找出第k小的元素并返回
35 }

问题:

1、实现一个算法,在一组随机排列的数中找出最小的一个。你能想到的最直观的算法一定是Θ(n)的,想想有没有比Θ(n)更快的算法?

2、在一组随机排列的数中找出第二小的,这个问题比上一个稍复杂,你能不能想出Θ(n)的算法?

现在这些问题简单了吧!
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