This commit is contained in:
krahets
2023-08-27 23:41:10 +08:00
parent 8c9cf3f087
commit 016f13d882
66 changed files with 262 additions and 270 deletions

View File

@ -3504,12 +3504,12 @@
<h1 id="121">12.1 &nbsp; 分治算法<a class="headerlink" href="#121" title="Permanent link">&para;</a></h1>
<p>「分治 divide and conquer」全称分而治之是一种非常重要且常见的算法策略。分治通常基于递归实现包括“分”和“治”两步:</p>
<p>「分治 divide and conquer」全称分而治之是一种非常重要且常见的算法策略。分治通常基于递归实现包括“分”和“治”两个步骤。</p>
<ol>
<li><strong>分(划分阶段)</strong>:递归地将原问题分解为两个或多个子问题,直至到达最小子问题时终止。</li>
<li><strong>治(合并阶段)</strong>:从已知解的最小子问题开始,从底至顶地将子问题的解进行合并,从而构建出原问题的解。</li>
</ol>
<p>如图 12-1 所示,“归并排序”是分治策略的典型应用之一,其算法原理为:</p>
<p>如图 12-1 所示,“归并排序”是分治策略的典型应用之一</p>
<ol>
<li><strong></strong>:递归地将原数组(原问题)划分为两个子数组(子问题),直到子数组只剩一个元素(最小子问题)。</li>
<li><strong></strong>:从底至顶地将有序的子数组(子问题的解)进行合并,从而得到有序的原数组(原问题的解)。</li>
@ -3518,17 +3518,17 @@
<p align="center"> 图 12-1 &nbsp; 归并排序的分治策略 </p>
<h2 id="1211">12.1.1 &nbsp; 如何判断分治问题<a class="headerlink" href="#1211" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<p>一个问题是否适合使用分治解决,通常可以参考以下几个判断依据</p>
<p>一个问题是否适合使用分治解决,通常可以参考以下几个判断依据</p>
<ol>
<li><strong>问题可以被分解</strong>:原问题可以被分解成规模更小、类似的子问题,以及能够以相同方式递归地进行划分。</li>
<li><strong>子问题是独立的</strong>:子问题之间是没有重叠的,互相没有依赖,可以被独立解决。</li>
<li><strong>子问题的解可以被合并</strong>:原问题的解通过合并子问题的解得来。</li>
</ol>
<p>显然归并排序满足以上三条判断依据</p>
<p>显然归并排序满足以上三条判断依据的。</p>
<ol>
<li>递归地将数组(原问题)划分为两个子数组(子问题)。</li>
<li>每个子数组都可以独立地进行排序(子问题可以独立进行求解)。</li>
<li>两个有序子数组(子问题的解)可以被合并为一个有序数组(原问题的解)。</li>
<li><strong>问题可以被分解</strong>递归地将数组(原问题)划分为两个子数组(子问题)。</li>
<li><strong>子问题是独立的</strong>每个子数组都可以独立地进行排序(子问题可以独立进行求解)。</li>
<li><strong>子问题的解可以被合并</strong>两个有序子数组(子问题的解)可以被合并为一个有序数组(原问题的解)。</li>
</ol>
<h2 id="1212">12.1.2 &nbsp; 通过分治提升效率<a class="headerlink" href="#1212" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<p>分治不仅可以有效地解决算法问题,<strong>往往还可以带来算法效率的提升</strong>。在排序算法中,快速排序、归并排序、堆排序相较于选择、冒泡、插入排序更快,就是因为它们应用了分治策略。</p>
@ -3560,7 +3560,7 @@ n(n - 4) &amp; &gt; 0
<p align="center"> 图 12-3 &nbsp; 桶排序的并行计算 </p>
<h2 id="1213">12.1.3 &nbsp; 分治常见应用<a class="headerlink" href="#1213" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<p>一方面,分治可以用来解决许多经典算法问题</p>
<p>一方面,分治可以用来解决许多经典算法问题</p>
<ul>
<li><strong>寻找最近点对</strong>:该算法首先将点集分成两部分,然后分别找出两部分中的最近点对,最后再找出跨越两部分的最近点对。</li>
<li><strong>大整数乘法</strong>:例如 Karatsuba 算法,它是将大整数乘法分解为几个较小的整数的乘法和加法。</li>
@ -3568,7 +3568,7 @@ n(n - 4) &amp; &gt; 0
<li><strong>汉诺塔问题</strong>:汉诺塔问题可以视为典型的分治策略,通过递归解决。</li>
<li><strong>求解逆序对</strong>:在一个序列中,如果前面的数字大于后面的数字,那么这两个数字构成一个逆序对。求解逆序对问题可以通过分治的思想,借助归并排序进行求解。</li>
</ul>
<p>另一方面,分治在算法和数据结构的设计中应用非常广泛,举几个已经学过的例子:</p>
<p>另一方面,分治在算法和数据结构的设计中应用非常广泛</p>
<ul>
<li><strong>二分查找</strong>:二分查找是将有序数组从中点索引分为两部分,然后根据目标值与中间元素值比较结果,决定排除哪一半区间,然后在剩余区间执行相同的二分操作。</li>
<li><strong>归并排序</strong>:文章开头已介绍,不再赘述。</li>