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分治算法的思想
核心思想其实就是四个字,分而治之
就是将原问题划分为n个规模较小,并且结构与原问题相似的子问题,递归解决这些子问题,然后再合并其结果,就得到原问题的解
分治的递归实现
分解:将原问题分解成一系列子问题
解决:递归求出各个子问题,若子问题足够小,则直接求解
合并:将子问题的结果合并成原问题
分治算法适用场景
原问题与分解成的小问题具有相同的模式
原问题分解成的子问题可以独立求解,子问题之间没有相关性
具有分解终止条件,当问题足够小时,可以直接求解
可以将子问题合并成原问题,而这个合并操作的复杂度不能太高,否则起不到减小算法总体复杂度的效果
分治算法案例
求逆序数
假设有n个数据,期待数据从小到大排列,那完全有序的数据的有序度就是n(n - 1) / 2
,逆序度等于0.相反,倒序排列的数据的有序度就是0,逆序度就是n(n - 1) /2
那么如何求正常情况下,数组的逆序度?
通过分治思想。把数组分成两半A1, A2,分别计算A1和A2的逆序对个数K1,K2
然后再计算A1 与 A2之间的逆序对个数K3
那么这个数组的逆序对就是, K1 + K2 + k3
分治思想在海量数据处理中的应用
给10GB的订单文件排序按照金额排序,但是机器内存只有,2-3G
可以将海量的数据划分为多个小数据集合
,单独载入某个小数据集合
,然后再将小数据集合
合并成大数据集合
以 demo_closest_point_2.cpp 为例子
分治图
点计算规则
1个点,返回无穷大
2个点,直接计算距离 (欧式距离: 两点间的直线距离)
大于两个点,就要拆分
最后要取最小的值
寻找距离最短的两个点
寻找点x的值要小于子区间最小值
寻找两个点y的距离是否小于子区间最小值
由上一个规则得到,最小距离区间集合
最小距离区间集合之间的坐标y的差小于子区间的值,存在最小距离
因为 两个坐标x已经通过排序确定大小且小于子区间最小值
现在,两个坐标的y也通过排序,确定顺序,并且如果两个坐标y之差小于子区间的值,意味着这两个坐标可能会是最小距离
更新子区间的最小值,以判断是否有更小的距离
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