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排序只有1,2,3三个元素的数组,不能统计1,2,3的个数。
分析:这个题目,尽管也是排序,但却不能使用快速排序的方法。只有三个元素,如果时间复杂度仍旧是O(nlogn),显然不是最好的。那就可以使用线性的排序算法,例如计数排序,可是题目中要求,不能够对1,2,3进行统计个数。那该如何处理呢?请大家看下面的方法,我们首先通过例子来说明:
2 | 1 | 1 | 3 | 3 | 2 |
p1 | p2 | p3 |
假设,我们有三个指针:p1、p2、p3.p1从左侧开始,指向第一个非1的数字;p3从右侧开始,指向第一个非3的数字。p2从p1开始遍历,如果是2,p2继续遍历,直到p2遇到1或者3:
如果遇到1,则和p1进行交换,然后p1向右,指向第一个非1的数字
如果遇到3,则和p3进行交换,然后p3向左,指向第一个非3的数字
1 | 2 | 1 | 3 | 3 | 2 |
p1,p2 | p3 | ||||
交换之后,p2继续从p1开始,如果是2继续遍历,如果是1或者3,重复上面的步骤,所得如下:
1 | 1 | 2 | 3 | 3 | 2 |
p1,p2 | p3 |
根据上面的方法继续下去
1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 |
p1 | p3 | p2 | |||
p2在p3右侧,算法结束。具体代码如下:
void SortWithThreePointer(vector<int>& data)//用三个指针进行排序,缺点,只能对三个数有效 { int length = data.size(); if(length <= 0)return; int begin = 0,cur = 0,end = length -1; while(cur <= end ) { if(data[cur] == 1) { swap(data[begin],data[cur]); begin ++; cur ++; } else if(data[cur] == 3) { swap(data[cur],data[end]); end --; } else cur ++; } }
基于快排划分的思路
上面的思路,是针对三个数的,如果有更多的数,怎么处理呢?比如,4个,5个等等。下面根据快速的排序的启发,介绍一种算法,尽管在处理三个数的时候,比较次数会多些,但,具有很好的通用性。
思路来自快排的划分部分,快排的划分部分:给定pivot,然后将数据划分为<=pivot和>pivot两部分。这样,三个数字时,需要两次划分:
第一次,用1作为pivot,划分1到最左边;
第二次,用2作为pivot,划分2到左边,则得到整体的排序。
具体代码如下:
int partition(vector<int>& data,int provit,int begin,int end) { int i; for(i = begin;i <= end;i++) { if(data[i] == provit) { swap(data[begin],data[i]);//找到给定的provit,交换到第一个位置 break; } } if(i == end+1)return begin-1; while(begin < end) { while(begin < end && data[end] > provit ) end --; if(begin < end) data[begin++] = data[end]; while(begin < end && data[begin] <= provit) begin++; if(begin < end)data[end--] = data[begin]; } data[begin] = provit; return begin; } //numbers是已经排好序的可能会出现的数字,如1,2,3,对每一个数字进行partition void SortWithPartition(vector<int>& data,vector<int>& number) { int i,provit,dataLen = data.size(),numberLen = number.size(); if(dataLen <= 0 || numberLen <= 0)return; int begin = 0,end = dataLen-1; for(i=0;i<numberLen && begin < end;i++) { provit = partition(data,number[i],begin,end); begin = provit + 1; } }
最巧妙的思路
我们将1,2,3,替换为互质的2,3,5,得到如下:
2 | 1 | 1 | 3 | 3 | 2 |
3 | 2 | 2 | 5 | 5 | 3 |
之后,乘起来得到的900.这900里,除以2,有多少个2,就有多少个1;然后除以3,有多少个3,就有多少个3对应的2;然后除以5,有多少个5,就有多少个5对应的3。这是如何保证的呢?因为2,3,5是互质的。
如下:
被除数 | 除数 | 商 | 余数 | 排序结果 |
900 | 2 | 450 | 0 | 1 |
450 | 2 | 225 | 0 | 1 |
225 | 2 | 112 | 1 | 2尝试结束,尝试3 |
225 | 3 | 75 | 0 | 2 |
75 | 3 | 25 | 0 | 2 |
25 | 3 | 8 | 1 | 3尝试结束,尝试5 |
25 | 5 | 5 | 0 | 3 |
5 | 5 | 1 | 0 | 3 |
1 | 5 | 1 | 1 | 全部结束 |
最终结果为112233.上面的这种思路,实际上是计数的一种变种。没有直接的技术,那自然就是可以的。具体代码如下:
//numbers是已经排好序的可能会出现的数字,如1,2,3。把每一个数映射为素数,该方法的缺陷是可能会出现溢出 void SortWithPrimeNum(vector<int>& data,vector<int>& number) { int prime[26] = {2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97};//100以内的素数 int dataLen = data.size(),numberLen = number.size(); if(dataLen <= 0 || numberLen <= 0 || numberLen >= 25)return; map<int,int> hashMap; int i,j=0,product = 1; for(i=0;i<numberLen;i++) { hashMap[number[i]] = prime[i];//把可能出现的数字映射为素数 } for(i=0;i<dataLen;i++) { product *= hashMap[data[i]]; } for(i=0;i<numberLen && product != 0;i++) { cout << hashMap[number[i]] << endl; while(product % hashMap[number[i]] == 0) { data[j++] = number[i]; product = product / hashMap[number[i]]; } } }
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原文地址:http://blog.csdn.net/fangjian1204/article/details/37906895