若干数组查找问题及相关高效算法(未完待续)
2017-05-31 23:23
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问题1:在有序数组中查找某个定值
例子:在数组 [1,3,4,6,6,9,11] 中查找 3 的位置思想:
当数组不是很大的时候可以逐个检查,也就是“枚举”,这样做的时间复杂度是 O(n) ,其中 n 为数组的长度。但当 n 过大,例如 n=108 时,这样做会非常费时。
实际上,我们可以通过一个简单的判断将问题缩小一半。在上面的例子中,我们的目标在区间 a[1..7] 中查找 3 的位置( 1,7 分别代表区间左右端点的数组下标)。取区间的中间位置,也就是 (1+7)/2=4 。考察 a[4],a[4]=6>3 ,那么现在我们只要在 a[1..3] 中查找 3 的位置了,因为a[4..7]中的元素肯定都比3大(因为数组时有序的)。这样一来,我们只付出了常数的复杂度,问题的规模就减小以一半,接下来只要像这样按部就班地将问题的规模逐步缩小,就能马上找到答案(接着上面的步骤,应当立即考察a[2],发现a[2]=3就是3)。例子中的答案就是2,表示a[2]=3。
这样做的时间复杂度是O(log2(n))(叶子数为n的完全二叉树的高度的数量级),在内存足够大的情况下,n=1010次方规模的数据处理起来也绰绰有余。
代码:
问题2
在有序数组中查找两个和为定值的数问题3
在数组中查找多个和为定值的数问题4
在数组中查找出现次数超过一半的数问题5
在数组中查找和为定值的区间问题6
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