剑指offer 学习笔记 把数组排成最小的数
面试题45:把数组排成最小的数。输入一个正整数数组,把数组里所有数字拼接起来排成一个数,打印能拼接出的所有数字中最小的一个。如,输入{3,32,321},则打印出这三个数字能排出的最小数字321323。
这道题最简单的解法是先求出数组中所有数字的全排列,然后把每个排列都拼起来,最后求出拼起来的数字的最小值,n个数字总共有n!个排列,效率低。
我们需要找到一个排序规则,数组根据这个排序规则能排成一个最小的数字,我们需要比较两个数字,确定一个规则用于判断两个数哪个应该排在前面。
两个数字m和n能拼接成数字mn和nm,哪个数字小就应该选择哪个作为数字m和n拼接后的结果。在拼接时,可能会溢出,因此这是一个隐含的大数问题,将数字转化为字符串可以解决:
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
bool Compare(const string& s1, const string& s2) {
string res1 = s1 + s2;
string res2 = s2 + s1;
return res1 < res2; // 如果s1在前面时数字比较小,那么认为s1比s2小,s1在前
}
void PrintMinNum(int* nums, int length) {
if (nums == nullptr || length < 1) {
return;
}
vector<string> svec;
for (int i = 0; i < length; ++i) { // 将nums中的数字转化为string放入vector,防止数字在拼接时溢出
svec.push_back(to_string(nums[i]));
}
sort(svec.begin(), svec.end(), Compare);
for (const string& s : svec) {
cout << s;
}
cout << endl;
}
int main() {
int nums[] = { 3, 32, 321 };
PrintMinNum(nums, sizeof(nums) / sizeof(*nums));
}
以上算法使用sort函数,排序的时间复杂度为O(nlogn)。
以下是不用标准库函数sort的版本:
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <random>
using namespace std;
bool Compare(const string& s1, const string& s2) {
return s1 + s2 < s2 + s1;
}
void QuickSort(vector<string>& svec, int beg, int end) {
if (beg >= end) {
return;
}
int mid = (beg + end) / 2, small = beg - 1;
uniform_int_distribution<int> u(beg, end);
default_random_engine e(time(0));
unsigned rand = u(e);
cout << rand << endl;
swap(svec[rand], svec[end]);
int l = beg;
while (l < end) {
if (Compare(svec[l], svec[end])) {
++small;
swap(svec[small], svec[l]);
}
++l;
}
swap(svec[small + 1], svec[end]);
QuickSort(svec, beg, small);
QuickSort(svec, small + 2, end);
}
void PrintMinNum(vector<int>& ivec) {
vector<string> svec;
for (int i : ivec) {
svec.push_back(to_string(i));
}
QuickSort(svec, 0, svec.size() - 1);
for (string& s : svec) {
cout << s;
}
cout << endl;
}
int main() {
vector<int> nums = { 3, 32, 321 };
PrintMinNum(nums);
}
接下来验证算法的正确性,这需要三个条件(以下条件中两个字母连在一起不表示乘法,表示两个数字拼接成的数字结果):
1.自反性:aa=aa,所以a=a。
2.对称性:若a<b,则ab<ba,所以ba>ab,因此b>a。
3.传递性:如果a<b,则ab<ba。假设a和b用十进制表示时分别有l位和m位,于是ab=ax10m+b,ba=bx10l+a。
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2020-07-02 UNIX环境高级编程 学习笔记 第十二章 线程控制