一尘不染

用于选择k的最坏情况O(n)算法

algorithm

除了中位数算法之外,还有其他方法可以在最坏情况下的O(n)时间进行k选择吗?实施中位数中位数是否有意义?我的意思是,性能优势是否足以满足实际目的?


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2020-07-28

共1个答案

一尘不染

还有另一种用于基于 软堆
数据结构计算第k阶统计信息的算法,该算法是标准优先级队列的一种变体,允许“破坏”它存储的某些优先级。该算法在Wikipedia文章上有更详细的描述,但基本思想是使用软堆有效地(O(n)时间)为分区函数选择枢轴,以保证良好的拆分。从某种意义上讲,这只是中位数算法的修改版本,该算法使用(可以说)更直接的方法来选择枢轴元素。

软堆不是特别直观,但是在本文中对它们进行了很好的描述(“
Chazelle软堆的更简单实现和分析”),其中包括对数据结构的正式描述和分析。

但是,如果您想要一种真正快速,最坏情况的O(n)算法,请考虑研究 introselect
。该算法实际上非常出色。它通过使用quickselect算法开始,该算法巧妙地选择了一个枢轴,并使用它对数据进行分区。这在实践中非常快,但是在最坏情况下的行为却很糟糕。Introselect通过跟踪跟踪其进度的内部计数器来解决此问题。如果该算法看起来即将降级为O(n
2)时间,它会切换算法并使用中位数等值来确保最坏情况的保证。具体来说,它观察在每个步骤中丢弃了多少数组,并且如果在丢弃一半输入之前发生了一定数量的步骤,该算法将切换到中位数算法,以确保下一个支点是正确的然后使用quickselect重新启动。这保证了最坏情况下的O(n)时间。

该算法的优点是它在大多数输入上都非常快(因为quickselect非常快),但是在最坏情况下的行为也很大。可以
在本文中
找到此算法的说明以及相关的排序算法introsort (“自省排序和选择算法”)。

希望这可以帮助!

2020-07-28