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待字闺中之巧妙排序分析:

时间:2014-07-17 19:34:43      阅读:291      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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题目来源,待字闺中,原创@陈利人 ,欢迎大家继续关注微信公众账号“待字闺中” 

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 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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待字闺中之巧妙排序分析:

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原文地址:http://blog.csdn.net/fangjian1204/article/details/37906895

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