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寫了個nth_element的函數,覺得比較pp,就貼上來了 -- 注意,跟庫函數那個有點差別

 1 void swap( int& a, int& b )
 2 {
 3   
 4     a ^= b;
 5     b ^= a;
 6     a ^= b;
 7 }
 8 
 9 int partation( int* arr, int low, int high )
10 {
11     int ans = low - 1;
12     for ( int i = low; i < high; ++i )
13     {
14         if ( arr[i] < arr[high] )
15         {
16             swap( arr[i], arr[++ans] );
17         }
18     }
19     swap( arr[++ans], arr[high] );
20     return ans;
21 }
22 
23 int nth( int* arr, int low, int high, int index )
24 {
25     int mid = partation(arr, low, high);
26     if ( mid == index ) return arr[mid];
27     return 
28         ( mid < index )  ? 
29         nth(arr, mid+1, high, index) :
30         nth(arr, low, mid-1, index);
31 }


然后呢,在某人的新貼下發現這樣的評論:
真要命,就怕碰見上來就貼一大堆代碼的。
有比這還可怕的嗎?——有!貼一大堆代碼還沒注釋!


不管了,反正只是覺得代碼漂亮,沒有想到要解釋什么
一段測試代碼如下:

 1 #include <iostream>
 2 #include <iterator>
 3 #include <algorithm>
 4 #include <ctime>
 5 using namespace std;
 6 
 7 int main()
 8 {
 9     const int size = 99;
10     int arr[size];
11     for ( int index = 0; index < size; ++index )
12         arr[index] = index;
13 
14     srand( time(0) );
15 
16     random_shuffle( arr, arr+size );
17 
18     copy( arr, arr+size, ostream_iterator<int>( cout, " " ) );
19     cout << endl;
20 
21     cout << "the 73th element is " << nth( arr, 0, size-173 ) << endl;
22 
23     copy( arr, arr+size, ostream_iterator<int>( cout, " " ) );
24     cout << endl;
25 
26     return 0;
27 }
28 

由于當序列有序程度很高時候, 這種算法效率比較差,最好在調用之前把目標序列隨機打亂一下,也就是上式random_shuffle( arr, arr+size );的由來。

P.S: 感謝xxgamexx
posted on 2008-11-06 16:47 Wang Feng 閱讀(7159) 評論(32)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Numerical C++

FeedBack:
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼[未登錄]
2008-11-06 17:38 | Kevin
有點小意見
個人不太喜歡得地方就加空格,例如:if ( a == b ) return;
不過LZ在運算符前后又省掉了空格,例如:arr+size

比較喜歡這樣寫:
if (a == b) a = a + b;

每個人寫代碼的習慣不同,所以LZ別介意啊  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-06 17:50 | Wang Feng
copy( arr, arr+size, ostream_iterator<int>( cout, " " ) );
我覺得這樣寫,看起來容易一點
因為逗號運算符優先級最低,于是arr+size中的加號在逗號之前;
我的習慣是先運行的更緊密一些;
如你比較喜歡的這個
if (a == b) a = a + b;
我會寫成
if (a == b) a = a+b;
或者
if (a == b)
{
a = a+b;
}
或者
if (a == b)
++a;
或者
if (a == b)
{
++a;
}
  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-06 18:10 | 空明流轉
如果不需要處理異常,不需要用戶提示,不需要安全機制,不需要照顧性能,
那么,
所有的代碼都可以很優美。  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-06 18:11 | fish_autumn
效率有待提高  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-06 18:12 | Wang Feng
@空明流轉
@fish_autumn
請求指點  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-06 20:05 | cdy20
換位 很漂亮

這樣就行了
a^=b^=a^=b;  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-06 20:55 | Wang Feng
@cdy20
這樣寫的話,用g++編譯后交換失敗;
用icpc編譯后交換成功,非常奇怪
可有人給出更多測試?
我的編譯器:
$ g++ -v
Using built-in specs.
Target: x86_64-unknown-linux-gnu
Configured with: ../configure --prefix=/usr --enable-shared --enable-languages=c,c++,fortran,objc,obj-c++,treelang --enable-threads=posix --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --enable-__cxa_atexit --disable-multilib --libdir=/usr/lib --libexecdir=/usr/lib --enable-clocale=gnu --disable-libstdcxx-pch --with-tune=generic
Thread model: posix
gcc version 4.3.2 (GCC)
$ icpc -v
Version 10.1
  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-07 10:50 | zuhd
能說說這個函數的作用嗎?
int partation( int* arr, int low, int high )
沒看明白  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-07 13:50 | Wang Feng
@zuhd
你可以這樣理解:
1) 找到一個arbitrary value A(這個數值應該是任意的,我圖寫起來利落,直接指定為數組的最后一個元素----比較好的做法是,執行之前,在數組中任意尋找一個元素與數組最后一個元素交換)
2)一個指針指向數組的第一個元素,往向后掃描,找到第一個大于A的元素,標記為arr[a];
3)另外一個指針指向數組的最后一個元素,向前掃面,找到第一個小于A的元素arr[b];
4)交換arr[a] arr[b]
5)若兩個指針沒有重合,轉到2)
6)將A與兩個指針重合地點的元素交換
這樣以來,以A為界,把數組分為兩個部分,前邊部分數值都是不大于A的,后邊的部分的數值都是不小于A的  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-08 18:17 | 雷長炎
這就是堆排序的實現了,一趟排序而已。要完整實現堆排序,需要反復調用該函數了。  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼[未登錄]
2008-11-09 20:58 | cepvoggg
void swap( int& a, int& b )
2 {
3 if ( a == b ) return;
4 a ^= b;
5 b ^= a;
6 a ^= b;
7 }
這個代碼是你自己寫的嗎,這個好像是錯的噢
  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼[未登錄]
2008-11-09 21:02 | cepvoggg
在C語言編程專家里面有說過這個代碼是錯的  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼[未登錄]
2008-11-09 21:31 | feng
@cepvoggg
是我自己寫的;
敢問錯在哪里?
我手里沒有C語言編程專家這本書,你說的是不是C expert programming?  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-10 09:41 | zuhd
9 int partation( int* arr, int low, int high )
10 {
11 int ans = low - 1;
12 for ( int i = low; i < high; ++i )
13 {
14 if ( arr[i] < arr[high] )
15 {
16 swap( arr[i], arr[++ans] );
17 }
18 }
19 swap( arr[++ans], arr[high] );
20 return ans;
21 }
==========================================
覺得你上面這段代碼好奇怪啊,這個函數的目的是“找到第一個比最后一個數大的數"嗎?如果是這樣,我覺得沒有必要這么寫,我想功能可能不只是這些  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-10 13:11 | Wang Feng
@zuhd
不是,這段代碼目的是:以A為界,把數組分為兩個部分,前邊部分數值都是不大于A的,后邊的部分的數值都是不小于A的  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-11 09:55 | zuhd
@Wang Feng
我有個疑問,就是如果僅滿足“以ans為界,把數組分為兩個部分,前邊部分數值都是不大于arr[ans]的,后邊的部分的數值都是不小于arr[ans]的”,程序的運行結果可以有很多種啊,你的給出的結果的依據是什么呢?  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-11 15:34 | 天策魂之音
@cepvoggg
請問這個錯在哪里?

有沒考慮到的狀況還是?  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-11 15:38 | Wang Feng
@zuhd
"程序的運行結果可以有很多種啊"里邊的程序是指 partation還是nth?  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-11 15:39 | Wang Feng
@天策魂之音
我用隨機數測試過42憶次,沒有出錯過;
不知道錯誤是什么  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-12 09:35 | zuhd
@Wang Feng
我說的是partation這個函數,如果要求程序輸出“以ans為界,把數組分為兩個部分,前邊部分數值都是不大于arr[ans]的,后邊的部分的數值都是不小于arr[ans]的”,那么結果不是唯一的  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-12 21:22 | Wang Feng
@zuhd
如果arr已經給定不可更改,那么這個結果就是唯一的  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-13 09:47 | zuhd
比如:
輸入:3,5,7,4,0,1
我可以得到這樣的數組3,4,0,1,5,7返回4,即在第4個位子的‘5’把數組分為兩部分。同時我也可以返回3,0,1,4,5,7返回3,即在第3個位子的‘4’把數組分為這樣的兩部分。等等
這樣的返回值都能滿足你的需求啊  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-13 14:56 | Wang Feng
@zuhd
3,5,7,4,0,1
第一次調用partation(arr, 0, 5)是以1為界分的;
結果數組被排成
0 1 7 4 3 5
返回1  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-14 13:05 | zwp
人各有好,不打擊樓主對代碼形式的追求。
但就從實際角度來說,好的設計就會帶來賞心悅目的代碼。  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2008-11-14 16:13 | 阿爾法
樓主的最后一行代碼明顯錯了:
return
28 ( mid < index ) ?
29 nth(arr, mid+1, high, index) : 應該index改為index-mid吧
30 nth(arr, low, mid-1, index);
  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2009-01-07 01:23 | guest
這樣遞歸的話,如果原數組有正序,不用很長,比如1萬,是會溢出的!  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2009-01-08 10:42 | Wang Feng
@guest
確實是這樣的,要解決的話也不是很困難,只要partation時候把數組random shuffle一下就可以了:)  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2009-08-15 12:58 | guest
個人認為partition跟快排中的partition實現同樣的功能,不過LZ這樣寫不容易讓人看明白。
lZ的應該是從最前面開始找,找到一個比最后一個小的數,則和從0位置開始的數想交換,執行一次后,ans前面是比它小的數后面是比它大的數。

另外效率是在不敢恭維。尋找最大或最小比較次數太多。  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼[未登錄]
2009-08-15 16:06 | feng
@guest
其實無論從前邊還是后邊開始尋找,都是可以的
不過重要的是尋找之前把數列打亂一下,以避免在碰到有序數列的時候時間復雜度飆升的尷尬。

我覺得效率上沒有什么問題了,絕對是 O(n)。   回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼
2010-12-31 11:21 | pkuoliver
@feng
很明顯,時間復雜度不是O(N),最壞情況下時間復雜度是O(N^2),最好時間復雜度是O(N),平均時間復雜度是O(N*logN)。這是個典型的分治算法。  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼[未登錄]
2011-04-21 22:58 | feng
是的  回復  更多評論
  
# re: nth_element ---- 比較優美的代碼[未登錄]
2011-08-13 15:04 | xxx
@雷長炎
是quicksort的一遍實現,不是heapsort。  回復  更多評論
  

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