首页 > 经验 > 关键词   >  归并排序最新资讯  > 正文

程序员必须知道的10大基础实用算法及其讲解

2014-06-20 10:34 · 稿源: cricode

算法五:BFPRT(线性查找算法)

BFPRT算法解决的问题十分经典,即从某n个元素的序列中选出第k大(第k小)的元素,通过巧妙的分析,BFPRT可以保证在最坏情况下仍为线性时间复杂度。该算法的思想与快速排序思想相似,当然,为使得算法在最坏情况下,依然能达到o(n)的时间复杂度,五位算法作者做了精妙的处理。

算法步骤:

1. 将n个元素每5个一组,分成n/5(上界)组。

2. 取出每一组的中位数,任意排序方法,比如插入排序。

3. 递归的调用selection算法查找上一步中所有中位数的中位数,设为x,偶数个中位数的情况下设定为选取中间小的一个。

4. 用x来分割数组,设小于等于x的个数为k,大于x的个数即为n-k。

5. 若i==k,返回x;若i<k,在小于x的元素中递归查找第i小的元素;若i>k,在大于x的元素中递归查找第i-k小的元素。

终止条件:n=1时,返回的即是i小元素。

详细介绍:

寻找最小(最大)的k个数

线性查找相关算法

算法六:DFS(深度优先搜索)

深度优先搜索算法(Depth-First-Search),是搜索算法的一种。它沿着树的深度遍历树的节点,尽可能深的搜索树的分支。当节点v的所有边都己被探寻过,搜索将回溯到发现节点v的那条边的起始节点。这一过程一直进行到已发现从源节点可达的所有节点为止。如果还存在未被发现的节点,则选择其中一个作为源节点并重复以上过程,整个进程反复进行直到所有节点都被访问为止。DFS属于盲目搜索。

深度优先搜索是图论中的经典算法,利用深度优先搜索算法可以产生目标图的相应拓扑排序表,利用拓扑排序表可以方便的解决很多相关的图论问题,如最大路径问题等等。一般用堆数据结构来辅助实现DFS算法。

深度优先遍历图算法步骤:

1. 访问顶点v;

2. 依次从v的未被访问的邻接点出发,对图进行深度优先遍历;直至图中和v有路径相通的顶点都被访问;

3. 若此时图中尚有顶点未被访问,则从一个未被访问的顶点出发,重新进行深度优先遍历,直到图中所有顶点均被访问过为止。

上述描述可能比较抽象,举个实例:

DFS 在访问图中某一起始顶点 v 后,由 v 出发,访问它的任一邻接顶点 w1;再从 w1 出发,访问与 w1邻 接但还没有访问过的顶点 w2;然后再从 w2 出发,进行类似的访问,… 如此进行下去,直至到达所有的邻接顶点都被访问过的顶点 u 为止。

接着,退回一步,退到前一次刚访问过的顶点,看是否还有其它没有被访问的邻接顶点。如果有,则访问此顶点,之后再从此顶点出发,进行与前述类似的访问;如果没有,就再退回一步进行搜索。重复上述过程,直到连通图中所有顶点都被访问过为止。

详细介绍:深度优先搜索

算法七:BFS(广度优先搜索)

广度优先搜索算法(Breadth-First-Search),是一种图形搜索算法。简单的说,BFS是从根节点开始,沿着树(图)的宽度遍历树(图)的节点。如果所有节点均被访问,则算法中止。BFS同样属于盲目搜索。一般用队列数据结构来辅助实现BFS算法。

算法步骤:

1. 首先将根节点放入队列中。

2. 从队列中取出第一个节点,并检验它是否为目标。

如果找到目标,则结束搜寻并回传结果。 否则将它所有尚未检验过的直接子节点加入队列中。

3. 若队列为空,表示整张图都检查过了——亦即图中没有欲搜寻的目标。结束搜寻并回传“找不到目标”。

4. 重复步骤2。

详细介绍:广度优先搜索

算法八:Dijkstra算法

戴克斯特拉算法(Dijkstra’s algorithm)是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·戴克斯特拉提出。迪科斯彻算法使用了广度优先搜索解决非负权有向图的单源最短路径问题,算法最终得到一个最短路径树。该算法常用于路由算法或者作为其他图算法的一个子模块。

该算法的输入包含了一个有权重的有向图 G,以及G中的一个来源顶点 S。我们以 V 表示 G 中所有顶点的集合。每一个图中的边,都是两个顶点所形成的有序元素对。(u, v) 表示从顶点 u 到 v 有路径相连。我们以 E 表示G中所有边的集合,而边的权重则由权重函数 w: E → [0, ∞] 定义。因此,w(u, v) 就是从顶点 u 到顶点 v 的非负权重(weight)。边的权重可以想像成两个顶点之间的距离。任两点间路径的权重,就是该路径上所有边的权重总和。已知有 V 中有顶点 s 及 t,Dijkstra 算法可以找到 s 到 t的最低权重路径(例如,最短路径)。这个算法也可以在一个图中,找到从一个顶点 s 到任何其他顶点的最短路径。对于不含负权的有向图,Dijkstra算法是目前已知的最快的单源最短路径算法。

算法步骤:

1. 初始时令 S={V0},T={其余顶点},T中顶点对应的距离值

若存在<V0,Vi>,d(V0,Vi)为<V0,Vi>弧上的权值

若不存在<V0,Vi>,d(V0,Vi)为∞

2. 从T中选取一个其距离值为最小的顶点W且不在S中,加入S

3. 对其余T中顶点的距离值进行修改:若加进W作中间顶点,从V0到Vi的距离值缩短,则修改此距离值

重复上述步骤2、3,直到S中包含所有顶点,即W=Vi为止

详细:Dijkstra算法

算法九:动态规划算法

动态规划(Dynamic programming)是一种在数学、计算机科学和经济学中使用的,通过把原问题分解为相对简单的子问题的方式求解复杂问题的方法。 动态规划常常适用于有重叠子问题和最优子结构性质的问题,动态规划方法所耗时间往往远少于朴素解法。

动态规划背后的基本思想非常简单。大致上,若要解一个给定问题,我们需要解其不同部分(即子问题),再合并子问题的解以得出原问题的解。 通常许多子问题非常相似,为此动态规划法试图仅仅解决每个子问题一次,从而减少计算量: 一旦某个给定子问题的解已经算出,则将其记忆化存储,以便下次需要同一个子问题解之时直接查表。 这种做法在重复子问题的数目关于输入的规模呈指数增长时特别有用。

关于动态规划最经典的问题当属背包问题。

算法步骤:

1. 最优子结构性质。如果问题的最优解所包含的子问题的解也是最优的,我们就称该问题具有最优子结构性质(即满足最优化原理)。最优子结构性质为动态规划算法解决问题提供了重要线索。

2. 子问题重叠性质。子问题重叠性质是指在用递归算法自顶向下对问题进行求解时,每次产生的子问题并不总是新问题,有些子问题会被重复计算多次。动态规划算法正是利用了这种子问题的重叠性质,对每一个子问题只计算一次,然后将其计算结果保存在一个表格中,当再次需要计算已经计算过的子问题时,只是在表格中简单地查看一下结果,从而获得较高的效率。

详细参考:

从全球导航到输入法:谈谈动态规划

动态规划

算法十:朴素贝叶斯分类算法

朴素贝叶斯分类算法是一种基于贝叶斯定理的简单概率分类算法。贝叶斯分类的基础是概率推理,就是在各种条件的存在不确定,仅知其出现概率的情况下,如何完成推理和决策任务。概率推理是与确定性推理相对应的。而朴素贝叶斯分类器是基于独立假设的,即假设样本每个特征与其他特征都不相关。

朴素贝叶斯分类器依靠精确的自然概率模型,在有监督学习的样本集中能获取得非常好的分类效果。在许多实际应用中,朴素贝叶斯模型参数估计使用最大似然估计方法,换言之朴素贝叶斯模型能工作并没有用到贝叶斯概率或者任何贝叶斯模型。

尽管是带着这些朴素思想和过于简单化的假设,但朴素贝叶斯分类器在很多复杂的现实情形中仍能够取得相当好的效果。

举报

  • 相关推荐
  • 大家在看
  • 1024程序员节盛装来袭:院士、掌门人、技术英雄再聚首,共话研发新生态!

    年年如约的长沙·中国1024程序员节,承载着科技的不断进步和开源精神的传承,是万千开发者共探发展、共赢成长的重要机遇;历代传承的岳麓之约,更是新技术时代不断更迭、开源开放的生动缩影。1024.csdn.net智能新基建,研发新生态。在这个节日里,我们诚邀您共赴盛会,一起见证技术时代发展的新势力、新风向、新动能。

  • 基于牛顿求根法,新算法实现并行训练和评估RNN,带来超10倍增速

    人们普遍认为RNN是无法并行化的,因为其本质上的序列特性:其状态依赖于前一状态。这使得人们难以用长序列来训练RNN。从图中可以看到,使用DEER方法时的验证准确度图表与使用序列方法时的很相近。

  • 床垫市场风起云涌,中国床垫10大品牌最新排名助力消费者选购

    随着中国市场睡眠经济的崛起,大众对床垫的消费认知得到极大提升,国家政策也持续吹来提振家居消费东风: 6 月国务院常务会议审议通过《关于促进家居消费的若干措施》, 7 月发布《商务部等 13 部门关于促进家居消费若干措施的通知》等,系列政策的陆续出台落地,有望催化家居行业爆发,助力人民追求美好生活的需求进一步释放,而接下来的这份中国床垫 10 大品牌�

  • 支付宝商家群升级:群功能免费免研发、可联动10大公私域场景

    支付宝继合作伙伴大会宣布免费开放商家群后,10月12日,通过支付宝开放平台公众号宣布产品再度升级:商家群核心运营工具均免研发免费开放新增支付宝10大公私域入口与流量激励政策,进一步为商家私域运营降本增效。社群运营一直被认为是商家做私域的必经之路,此前商家做社群运营,需要自身具备相对成熟的私域流量体系,借助投放或营销活动等完成拉新。群、小程序、生活号,正在成为商家在支付宝私域经营的“三件套”。

  • 新研究:外星生命或不以碳为基础 可实现“自催化”

    美国一项新研究发现,许多行星可能存在所谓的自催化”化学反应,其能使用碳以外的多种化学元素,制造出与地球上的碳基生命截然不同的生命形式。地球上的生命以有机化合物为基础,这些分子由碳组成,通常也包括氢、氧、氮、磷和硫等元素。研究人员表示,最新研究除了对寻找宇宙中的生命及了解生命起源等产生影响外可能具有实际应用,例如优化化学合成、有效利用资源和能源等。

  • 构建6G网络的六大关键要点,爱立信专家讲解

    凤凰网科技讯9月28日,从2019年开始建设全球第一个5G网络至今,全球已有超过260个商用网络,未来5G技术将持续演进,最终走向6G的发展方向。6G可能在2028年到2030年逐步开始,关于6G网络的构建要点,爱立信专家表示,5G和6G不是截然分开的是一个持续的过程。6G网络将与人工智能、大数据、物联网等新技术更深度地融合,推动数字化和智能化发展。

  • 印度计划建设庞大的AI硬件基础设施 但远不及中国

    印度国家电子和信息技术部的印度AI团队上周五发布了一份AI愿景文件,呼吁在国家计算基础设施上进行大规模建设。这一计划将包括三个层面的计算能力,即高端计算、推理和边缘计算,以及拥有200/400Gbit/sec速度的分布式数据网格。愿景文件也未提及采购,这是一个重大问题,因为为任何实体采购GPU并不容易。

  • 慕思打造以“潮汐算法”为核心的健康睡眠系统,让好眠自然发生

    随着科技的不断发展,智能家居行业技术与市场环境日渐成熟,消费者对智能家居的认知度、认可度也正逐渐提升,行业发展迎来了新契机。当智能家居走到了消费者的日常生活中,将倒逼行业将注意力从外在的技术、功能进一步转移到对人本身的关注之上。已成功卡位AI智慧睡眠产品领域的慕思将有望持续立于潮头,以先见性思维引领行业未来发展。

  • 小米13T系列还有“无徕卡版本”:基础规格不变

    小米13T和13TPro是小米推出的两款高端旗舰手机,在9月份的时候已经在欧洲市场上市。这两款手机不仅在欧洲市场受到了消费者的欢迎,且已经在尼日利亚、智利等市场上架。小米13T系列两款手机的发布,为消费者提供了更多的选择,也让小米在高端市场上进一步扩大了市场占有率。

  • MonoXiver:新AI算法将2D照片转换为3D地图

    MonoXiver是北卡罗莱纳州立大学刘贤鹏团队开发的一种利用AI从二维图片中提取三维信息的方法。它只需要一个普通的单目摄像头,就可以构建相机周围可靠的三维地图。除自动驾驶外,这种AI方法也可应用于其他领域,如机器人、环境监测、医学成像等。

这篇文章对你有价值吗?

今日大家都在搜的词: