第4节、排序实战

作者: linghugoogle | 来源:发表于2018-05-20 15:28 被阅读20次

    1、为什么要实战?

    曾经有人问我,你写代码又快又好,是怎么学的呀?
    其实我的水平也才一般般的啦,之所以能把程序写出来,只有多练习

    看别人的算法,很快就看完了,但往往看完就忘记了,只有自己亲自写一遍,调试运行一边,才能够掌握。

    在练习几道题,举一反三,才算是掌握,才能够实际应用。

    刚开始的时候,面对题目编程,大多数人都是心有余而力不足。

    那些熟练的“码农”们,也只有非常努力,才能看起来毫不费力,最初的过程都是痛苦、缓慢的提升,慢慢走下去,才能成为合格的程序员!

    亲自写一写

    2、试题一《折叠绳子》

    题目:

    给定一段一段的绳子,你需要把它们串成一条绳。每次串连的时候,是把两段绳子对折,这样得到的绳子又被当成是另一段绳子,可以再次对折去跟另一段绳子串连。每次串连后,原来两段绳子的长度就会减半。

    给定N段绳子的长度,绳子必须全部用上,你需要找出它们能串成的绳子的最大长度。

    结绳

    输入:每个测试用例第1行给出正整数N (2 <= N <= 10000);第2行给出N个正整数,即原始绳段的长度,数字间以空格分隔。

    输出:
    在一行中输出能够串成的绳子的最大长度。结果向下取整,即取为不超过最大长度的最近整数。

    在看解析之前,开动脑筋,应该怎么做呢?

    解析:

    最开始的绳子折叠的次数越多,所以应该先折叠短的绳子,之后折叠长的:
    首先对绳子进行排序,之后按照要去折叠就可以了。

    • 读入数据
    • 排序
    • 折叠
    • 输出结果

    参考代码:

    /*
    输入:
    8
    6 5 3 1 8 7 2 4
    输出:
    1 2 3 4 5 6 7 8
    */
    #include <stdio.h> 
    using namespace std;
    int a[100001];
    //快速排序
    void quicksort(int left, int right) {
        int i, j, temp;
    
        //终止条件
        if (left>right)
            return;
        temp = a[(left + right) / 2];
        i = left;
        j = right;
    
        //从左到右找到比基准数大的,从右到左找到比基准数小的,交换位置,直至两个过程相遇即全部比较完成
        while (i != j) {
            while (a[j] >= temp && i<j)
                j--;
            while (a[i] <= temp && i<j)
                i++;
            if (i < j) {
                int l = a[i];
                a[i] = a[j];
                a[j] = l;
            }
        }
    
        //将基准数的位置放在大小分割的中间
        a[(left + right) / 2] = a[i];
        a[i] = temp;
    
        //左边递归过程
        quicksort(left, i - 1);
        //右边递归过程
        quicksort(i + 1, right);
    }
    
    int main() {
        int n, length = 0;
        scanf("%d", &n);
        //读入数据
        for (int i = 1; i <= n; i++)
            scanf("%d", &a[i]);
    
        //快速排序
        quicksort(1, n);
    
        //折叠,最开始将总长度设置为最短的一根,也就是a[1],之后折叠
        length = a[1];
        for (int i = 2; i <= n; i++) {
            length = (a[i] + length) / 2;
        }
    
        //输出结果
        printf("%d ", length);
    
        getchar(); getchar();
        return 0;
    }
    

    3、试题二《判断主元》

    《折叠绳子》的题目是不是很有趣?程序的思路跟上一节的快速排序基本一致,只是修改了main主程序里的几行代码。

    下面,再写一道题练练手!

    题目:

    著名的快速排序算法里有一个经典的划分过程:我们通常采用某种方法取一个元素作为主元(基准数),通过交换,把比主元小的元素放到它的左边,比主元大的元素放到它的右边。

    给定划分后的N个互不相同的正整数的排列,请问有多少个元素可能是划分前选取的主元?

    例如给定N = 5, 排列是1、3、2、4、5,则:
    1的左边没有元素,右边的元素都比它大,所以它可能是主元;
    尽管3的左边元素都比它小,但是它右边的2它小,所以它不能是主元;
    尽管2的右边元素都比它大,但其左边的3比它大,所以它不能是主元;
    类似原因,4和5都可能是主元。
    因此,有3个元素可能是主元。

    输入:
    输入在第1行中给出一个正整数N(<= 1000); 第2行是空格分隔的N个不同的正整数,每个数不超过100000。
    输出:
    输出有可能是主元的元素个数。

    在看解析之前,开动脑筋,应该怎么做呢?

    解析:

    对于每个数字,分别判断左边的数字是不是比它小,右边的数字是不是比它大,就可以了。

    这种暴力求解的算法思路很清晰,但面对大量数据的情况下,运行时间就不容乐观,所以必须有更好的解决方案。

    考虑到主元的性质,它左边的数字都比它小,它右边的都比它大,这跟排序完成的顺序是一样的!


    输入顺序与排序

    根据这个性质,可以快速求解。

    • 读入数据,因为需要比较输入顺序和输出顺序,保存两份
    • 排序
    • 比较重复
    • 输出结果

    参考代码:

    注意:为了节省篇幅, quicksort()函数没有写进去,自己运行过程中,需要补全。

    void quicksort(int left, int right) {}
    
    /*
    输入:
    5
    1 3 2 4 5
    输出:
    3
    */
    #include <stdio.h> 
    using namespace std;
    int a[100000], b[100000], v[100000];
    //快速排序
    void quicksort(int left, int right) {}
    
    int main() {
        int n, max = 0, cnt = 0;
    
        //读入数据
        scanf("%d", &n);
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            scanf("%d", &a[i]);
            b[i] = a[i];
        }
        
        //排序
        quicksort(1, n);
    
        //比较输入顺序与排序后的顺序
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (a[i] == b[i] && b[i] > max)
                v[cnt++] = b[i];
            if (b[i] > max)
                max = b[i];
        }
    
        //输出结果
        printf("%d\n", cnt);
        getchar(); getchar();
        return 0;
    }
    

    4、结尾

    常见的排序方法基本讲完了,下一章将开启新的内容,是不是有些期待?

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