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在两个大小为n的数据库中,第n个最小的数均使用分治法[关闭]

algorithm

我们有两个大小为n的数据库,其中包含无重复的数字。因此,总共有2n个元素。可以一次通过查询访问一个数据库来访问它们。该查询使您给它ak并返回该数据库中第k个最小的条目。我们需要在O(log
n)查询的所有2n个元素中找到第n个最小的条目。

这个想法是使用分而治之,但我需要一些思考的方法。谢谢!


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2020-07-28

共1个答案

小编典典

这就是我的想法。由于这是一个教育问题,因此我建议您停止阅读,如果有任何观点使您认为“啊哈,我没想到,我可以自己进一步考虑”。

1)与sdcwc相同的观察结果:对于是否以0或1开头可能会有一点细微的争议,可以将数据库视为排序数组。我要求元素0,我得到最小的元素。我要求12,我得到第13位。等等。我发现这更容易可视化。

2)我们知道我们正在寻找O(log n)算法。大致而言,这意味着我们正在寻找以下两项之一:

  • 我们要么从计算最小的元素开始,然后计算第二个最小,第四个最小,第8个,依此类推,直到达到所需的大小,并且每一步都是固定的时间。这对我来说听起来并不乐观。

  • 或者我们从大小为n的问题开始,然后执行一些恒定时间操作,这使我们能够通过解决大小为n / 2的问题来解决原始问题。显然,我们可以在恒定时间内解决n = 1的问题,从而完成算法。这听起来似乎更合理。

实际上,不必每次都为n / 2。可能是n / 3或999 * n / 1000,结果仍然是O(log n)。但是先寻找n / 2是没有害处的。

3)我们如何减少这样的问题?好吧,如果我们可以从一个数组或另一个数组的开始处减去/删除m个元素,使其小于第k个最小元素,那么我们可以找到结果对数组中第(km)个最小元素,它将是原始数组的第k个最小数组。

4)最后,突破性观察是,如果数组A的第m个最小元素小于数组B的第m个最小元素,那么A的第m个元素就不可能成为两个数组的第(2m)个最小元素。它小于该值(或相等值:我不确定“不重复”是指“每个数据库中不重复”还是“两个数据库之间不重复”),因为最多有2
*(m- 1)严格小于两个数组组合的元素。

除非我犯了一个错误,否则其余的都是编码。当k为奇数时,用一个小的额外参数来说明偏离1的情况,该解决方案实际上是O(log k),因为k <= 2 * n,所以它是O(log n)。

2020-07-28