编写C++代码以不多于3n/2的平均比较次数,在一个有n个整数的顺序表A中找出最大整数max和最小整数min,并且分析该算法的最好和最坏情况下的比较次数
时间: 2024-09-15 22:08:20 浏览: 41
在C++中,要在一个包含n个整数的有序列表A中找到最大值(max)和最小值(min),并确保平均比较次数不超过3n/2,可以采用分治法结合二分查找的思想。以下是简单的算法描述:
首先,我们需要定义一个辅助函数`findMinMaxHelper`,它接受一个已排序的区间`start`和`end`,返回这个区间的最大值和最小值。
```cpp
int findMinMaxHelper(int start, int end, vector<int>& A) {
if (start == end) { // 区间只有一个元素
return A[start];
} else if (start + 1 == end) { // 区间有两个元素
return min(A[start], A[end]); // 两者直接比较
} else {
int mid = start + (end - start) / 2; // 计算中间位置
int leftMax = findMinMaxHelper(start, mid, A); // 左半部分的最大值
int rightMin = findMinMaxHelper(mid, end, A); // 右半部分的最小值
// 因为数组已经有序,所以左半部分的最小值大于等于右半部分的最大值
return min(leftMax, rightMin);
}
}
// 主函数调用
void findMinMax(vector<int>& A) {
int n = A.size();
int max = findMinMaxHelper(0, n, A);
int min = findMinMaxHelper(0, n, A); // 由于列表已经排序,这里不需要再从头开始找,可以直接传递相同的区间
}
```
**算法分析:**
- 最好情况:输入的序列已经是有序的,每次都能找到两个端点,此时比较次数最少,为O(n)。
- 最坏情况:输入的序列完全逆序,需要对每个元素进行一次比较才能确定其是否是最小值或最大值,总共需要n次比较。
- 平均情况:假设所有可能的排列都有相等的概率,对于每一次递归调用,平均来说将区间一分为二,因此总的比较次数为log_2(n) * n ≈ 1.585n,这满足了题目要求的3n/2。
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