【算法day1】复杂度和简单排序算法(1)
复杂度和简单排序算法
时间复杂度
以一个排序(选择排序)操作举例
假设我有一个数组,我要找出其中的最小值放到0的位置上
那么
第一次我会遍历数组中N个数(在0位置处),找出最小的数交换到0位置【看了(寻址)N次,比较N次,一次交换】
第二次我会看遍历数组中N-1个数(在1位置处),找出最小的数交换到1位置【看了(寻址)N-1次,比较N-1次,一次交换】
第三次我会看遍历数组中N-2个数(在2位置处),找出最小的数交换到2位置【看了(寻址)N-2次,比较N-2次,一次交换】
以此类推,遍历的范围会缩小,数也按从小到大排好
总结一下:
一共看了N+(N-1)+(N-2)+(N-3)+...次(等差数列)
一共比了N+(N-1)+(N-2)+(N-3)+...次(等差数列)
一共换了N次
上述对常数的操作次数加起来可以写成:aN2+bN+C
那么时间复杂度就是在常数操作数量级的表达式(上式)中,最高次项的次数,例如上面这个排序的时间复杂度就是O(N2)
异或
结论:
1、0异或N对于N
2、N异或N对于0
3、满足交换、结合律
4、一批数要异或在一起,那么不论先后顺序,得到的结果是一样的
快速交换a、b的值
int a = 甲;int b = 乙;
那么只需
a = a⊕b;(a = 甲⊕乙,b = 乙)
b = a⊕b;(a = 甲⊕乙,b = 甲⊕乙⊕乙 = 甲)
a = a⊕b;(a = 甲⊕乙⊕甲 = 乙,b = 甲)
便可完成a、b交换(不用额外申请空间,前提是a、b指向两个不同的内存空间)
找奇偶数
问题描述:
在一个数组中
1、只有一个数出现奇数次,其余的出现偶次,把它找出来
2、有两个数出现奇数次,其余的出现偶次,把它找出来并且给出这两个数是什么
要求时间复杂度为O(N),空间复杂度为O(1)
思路:
1、第一种情况
准备一个数int eor = 0
用eor把数组从头异或到尾
假如数组是[a,b,c,...]
那么
eor = eor⊕a;
eor = eor⊕b;
eor = eor⊕c;
...
最后eor 就是出现次数为奇数的那个数
例如数组为[2,1,3,1,3,1,3,2,1]
用eor去异或,最后结果一定是3
因为上述数组在以后时无需考虑顺序,数组可看成
[1,1,1,1,2,2,3,3,3]
4个1异或完是0;
2个2异或完是0;
3个3异或完是它本身(3);
结束
2、第二种情况
设这两个出现奇数次的数是a和b,并且我们知道两者不等
准备一个数int eor = 0
用eor把数组从头异或到尾,那么最后eor = a⊕b
先跟所有的偶数次的异或得到0,然后跟奇数次的a异或得a,再跟奇数次的b异或剩个b,最后成了a⊕b
因为a不等于b,所以eor不等于0,所以eor一定在某一位上不等于0(为1)
假设eor是在第8位上不为0,那么a和b的第8位一定是不一样的
再准备一个变量eor2
只有当数组中某个数的第8位是0(或者1),才把这个数同eor2异或,那么最后eor2会等于a或b的其中一个
之后再用eor异或eor2就可以得到另一个数
tips:
怎么着某一位是指定数的数?(比如第8位是1)
这个问题可以归结成:提取出最右侧的1
假设
k:1010111100
k取反:010100011
k取反+1:010100100
k&k取反+1 = 000000100,提取得到最右侧的1
在位运算中,需要把一个数最右侧的1提取出来
只需将这个数和它自身取反后加1的结果做与运算即可
结束