算法基础1.分治法

  • 什么是分支法

    所谓分治法,分而治之。

    • 分解原问题成若干个子问题。这些子问题是原问题的规模较小的实
      例。
    • 解决这些子问题,递归地求解各子问题。然而,子问题的规模足够
      小,可直接求解。
    • 合并这些子问题的解成原问题的解。

    以上三个步骤就是分治法的核心思想。归并排序就是运用了这种思想的
    一种算法。

  • 分治法思想的运用:归并排序

    我想大家都对基本的排序算法有一定的了解。冒泡排序,入排序等。它们的时间复杂度都是O(n^2)。然而归并排序却可以做到O(n)。那么它是怎么做到的呢。下面我们来介绍归并排序。

    首先我们假设有一个数组arr[n]。现在要求我们排序。按照分支思想。我们把数组分成两半。分别排序数组左半部分,右半部分。这样就把一个数组的排序问题分成两个比原规模更小的问题。然而我们不满足于仅仅把数组分成两半,这样问题的规模还是比较大。现在我们把这两个数组分别又分为两半。如此反复下去。我们可以得到,最后数组被分为n部分,每个部分只有一个元素。此时,子问题的规模已经足够小了,并且不能再进行分割了。并且此时的子问题就是把单个元素排序,于是我们可以直接得出解答,单个元素无序排序。

    接下来的问题就是如何递归地求解子问题。( 在这里我们简单地为n为偶数,实际上n为奇数也是很容易理解的 )我们一个大的问已经被细化成了小规模的问题了。而现在我们已经解决了最底层单个元素的排序。现在考虑每两个元素配对,配对规则为:这两个元素一定是从一个上一层的数组分解出来的。这样,我们可以把整个元素合并成多块,这些块都是由两个元素组成的。接下来我们考虑把这些块按照前面的做法再次合并。最后得到排序后的结果。

    上面的合并过程我并没有把合并这个过程给写出来。这里我们单地对其进行分析。我们构造一个函数Merge(Arr, p, q, r)来完成合并的的工作,目的就是把子数组Arr[p,....,q]和Arr[q+1, r]做排序的工作得到一个单一的已经排好序的子数组Arr[p, ... , r]。

    为了更好地理解这个排序的过程,我们可以举一个例子。假设有两牌,这两堆牌都是排好序的。顶部最小。现在的问题是我们如何把这堆牌合成一堆,并且形成的这堆牌是排好序的。我们很容易从生活实例中解答这个问题:分别查看这两堆牌最顶部的那张牌,比较大小,哪个更小,我们就取出这张牌。如此反复。我们可以得到一堆排好序的牌。

类似地,对于函数Merge(Arr, p, q, r)所要处理的两个数组Arr[p, ...., q], Arr[q+1, ... , r],我们采用同样的方法。

典型应用: 归并排序, 最大子数组问题。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 219,701评论 6 508
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,649评论 3 396
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 166,037评论 0 356
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,994评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 68,018评论 6 395
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,796评论 1 308
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,481评论 3 420
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,370评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,868评论 1 319
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 38,014评论 3 338
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,153评论 1 352
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,832评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,494评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,039评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,156评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,437评论 3 373
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,131评论 2 356

推荐阅读更多精彩内容

  • 排序算法说明 (1)排序的定义:对一序列对象根据某个关键字进行排序; 输入:n个数:a1,a2,a3,…,an 输...
    code武阅读 664评论 0 0
  • 概述 排序有内部排序和外部排序,内部排序是数据记录在内存中进行排序,而外部排序是因排序的数据很大,一次不能容纳全部...
    蚁前阅读 5,188评论 0 52
  • 概述:排序有内部排序和外部排序,内部排序是数据记录在内存中进行排序,而外部排序是因排序的数据很大,一次不能容纳全部...
    每天刷两次牙阅读 3,732评论 0 15
  • 在你下定决心要努力奋斗的时候你就该明白 你必须做到心如止水又满腔热血 你必须安安静静的去铺那条通往成功的路 这是一...
    媛兮阅读 213评论 0 1
  • 2017-06-18 周日 五月廿四 所以,接受这是你自己吸引回来的,这是扭转的开始。 既然是我自己吸引回来的,我...
    代灿红_六中阅读 273评论 0 3