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在恒定存储空间中应用置换的算法

algorithm

我看到这个问题是一本编程访谈书,在这里我正在简化这个问题。

假设您有一个Alength 的数组n,并且您也有一个Plength
的排列数组n。您的方法将返回一个数组,其中的元素A将按在中指定的索引顺序出现P

快速示例:您的方法采用A = [a, b, c, d, e]P = [4, 3, 2, 0, 1]。然后它将返回[e, d, c, a, b]。您只能使用恒定的空间(即您不能分配占用O(n)空间的另一个数组)。

有想法吗?


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2020-07-28

共1个答案

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有一个简单的O(n ^ 2)算法,但是您可以在O(n)中执行此操作。例如:

A = [a,b,c,d,e]

P = [4,3,2,0,1]

我们可以将每个元素交换A为所需的正确元素P,每次交换之后,在正确的位置将再有一个元素,并针对每个位置以循环方式进行此操作(以^s
指向的交换元素):

[a, b, c, d, e] <- P[0] = 4 != 0 (where a initially was), swap 0 (where a is) with 4
 ^           ^
[e, b, c, d, a] <- P[4] = 1 != 0 (where a initially was), swap 4 (where a is) with 1
    ^        ^
[e, a, c, d, b] <- P[1] = 3 != 0 (where a initially was), swap 1 (where a is) with 3
    ^     ^
[e, d, c, a, b] <- P[3] = 0 == 0 (where a initially was), finish step

经过一圈后,我们在数组中找到了下一个不在正确位置的元素,然后再次执行此操作。因此,最终您将获得所需的结果,并且由于每个位置都被触摸了恒定的时间(对于每个位置,最多执行一次操作(交换)),因此时间为O(n)。

您可以通过以下方式存储正确位置的信息:

  1. 将P中的对应条目设置为-1,这是不可恢复的:完成上述操作后,P将变为[-1, -1, 2, -1, -1],这表示只有第二个可能不在正确的位置,并且下一步将确保它在正确的位置定位并终止算法;

  2. 将P中的相应条目设置为-n - 1:P变为[-5, -4, 2, -1, -2],可以在O(n)中轻松恢复。

2020-07-28