给定两个排序数组A和B,设计一个线性(O(|A|加|B|))时间算法,用于计算集合C包含集合A和集合B的并集中与集合A和集合B交集中相同的元素。可以假设A中的元素值不同,B中的元素值也不同。请清楚地说明你的算法的步骤,并分析其运行时间。
时间: 2023-08-31 13:32:03 浏览: 127
线性时间排序算法
### 回答1:
首先,可以将集合A和集合B排序,然后用两个指针分别指向集合A和集合B的头部,并使用一个变量记录C集合中元素的数量。然后比较指针指向的元素,如果两个元素相等,则将该元素加入集合C中,并将两个指针同时向后移动一位;如果其中一个元素小于另外一个元素,则将小的元素对应的指针向后移动一位,直到将A和B中的元素都遍历完为止。由于A和B都是排序的,而且元素都不重复,因此算法的时间复杂度为线性时间O(|A|+|B|),即等于两个集合中元素的总和。
### 回答2:
算法步骤如下:
1. 首先创建一个空的集合C,用于存储最终的结果。
2. 创建两个指针,分别指向数组A和数组B的起始位置。
3. 进入循环,直到任意一个数组的指针超出数组的范围为止。
4. 判断当前指针所指向的元素是否相等:
- 如果相等,则将该元素添加到集合C中,并且两个指针分别向后移动一位。
- 如果不相等,则将较小的元素添加到集合C中,并且指向该元素的指针向后移动一位。
5. 如果任意一个数组的指针超出数组的范围,那么将另一个数组中剩余的元素依次添加到集合C中。
6. 返回集合C作为最终的结果。
算法的时间复杂度分析如下:
- 创建集合C的时间复杂度为O(1)。
- 进入循环需要遍历两个数组,时间复杂度为O(|A|+|B|)。
- 在循环中,元素的比较和添加操作都是常数时间的。
- 因此,整个算法的时间复杂度为O(|A|+|B|)。
总结:该算法的时间复杂度为线性时间复杂度O(|A|+|B|),符合题目要求的要求。
### 回答3:
我们可以使用两个指针分别指向数组A和数组B的起始位置,比较两个指针所指向的元素大小。如果两个元素相等,说明这个元素既在集合A中也在集合B中的交集中,我们将这个元素添加到集合C中,并将两个指针都向后移动一位。如果元素不相等,我们将较小的元素所在的指针向后移动一位。重复以上比较和移动的过程,直到遍历完数组A或者数组B中的所有元素。
我们可以看到,该算法的时间复杂度为O(|A| + |B|),因为我们最多需要遍历一次数组A和数组B中的所有元素。同时,由于我们只使用了常数个变量作为辅助空间,所以空间复杂度为O(1)。
以下是算法的伪代码表示:
```
def intersection(A, B):
C = []
ptr_A = 0
ptr_B = 0
while ptr_A < len(A) and ptr_B < len(B):
if A[ptr_A] == B[ptr_B]:
C.append(A[ptr_A])
ptr_A += 1
ptr_B += 1
elif A[ptr_A] < B[ptr_B]:
ptr_A += 1
else:
ptr_B += 1
return C
```
需要注意的是,该算法要求输入的数组A和数组B都是已经排序好的。如果输入的数组没有排序,则需要在算法中先对数组进行排序,这会额外增加O(|A|log|A|)和O(|B|log|B|)的时间复杂度。
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