《算法设计技巧与分析》

沙特版,电子工业出版社

【递归】

归纳法

从求解一个小参数的相同问题开始,把解推广到所有物体。

  1. 选择排序:依次选择最小的元素排列到当前队列的最前端。时间复杂度n^2
  2. 插入排序:递归,将最后一个元素插入到已排列好的前n-1个元素队列中。
  3. 基数排序:将位数相同的数列,保持相对顺序,从最低位依次排列到最高位。
  4. 生成全排列:
perm(m)
if m==n return;
else
      for j=m to n
              swap(P[j],P[m]);
              perm(m+1);
              swap(P[j],P[m]);

时间复杂度:nn!

  1. 寻找多项元素:删除两个不同元素后,原来的多数元素仍然是多数元素。
分治

递归地解决每个子实例。

  1. 寻找最小元素和最大元素,可以实现只需要3n/2-2次比较。
  2. 二分搜索
  3. 合并排序:先用mergesort将左右两半排列好,再MERGE两个已经排好的序列。而自底向上排序是:不递归调用mergesort,而是依次以2、4...为分割单位将数组在单位中排列好。时间复杂度nlogn,空间复杂度n。
  4. 寻找第k小元素SELECT算法:以分治方法找出中项并以此划分数组,根据k的大小确定继续查找的数组。时间复杂度n。
  5. 快速排序:用SPLIT将首项放到正确的位置,递归调用处理左半边和右半边。最坏情况:n^2,平均时间复杂度nlogn,不需要辅助存储空间。
    SPLIT:
i=low;
x=A[low];
for j=low+1 to high
      if A[j]<=x
            i++;
            if i!=j swap(A[i],A[j]);
swap(A[low],A[i]);
  1. 最近点对问题:将点依据横纵坐标排列。递归得到左半边和右半边的最小距离。再计算处在临界线左右的点对的最短距离:将这一部分点按纵坐标顺序提取出来,对于其中的每个点计算它之后的7个点距离它的最小距离。将最终得到的三个最小距离取min即可。
DP

自底向上递推(递归)求值。

  1. 斐波那契数列
  2. 最长公共子序列,不等于最长公共子串(对应的解决方法是画矩阵,横纵坐标相同的点=左上角数字加1,最大元素即子串长度),本问题求法是得到递推式:
    若ai=bi,L[i,j]=L[i-1,j-1]+1
    否则,L[i,j]=max{L[i-1,j]+L[i,j-1[}
  3. 矩阵链相乘(用遍历的方法确定矩阵相乘的顺序是不切实际的,通过辅助矩阵C[i,j]来计算,时间复杂度n^3)
  4. 所有点对最短路径(FLOYD,三重循环)
  5. 背包问题(时间复杂度nC,C为背包容量)

KEYPOINT:寻找递推式(举例得到),每个子序列自身就是最优解。

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