第5页(共8页)四数组A[1,2.,]中存放了n个无序的各不相同的数值元素k是一个小于n的正整数,并且满足k=@(n/logn),设计一个算法,求出数组A中最小的k个元素,并按照从小到大的顺序存储到数组 B[1,2,...,]。算法步骤给出必要的注释,要求1算法的时间复杂度为@(),为算法步骤给出必要的注释;2)并证明所设计的算法的时间复杂度满足上述要求。 本题分数 16
时间: 2024-02-26 10:53:13 浏览: 158
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注:由于本算法设计需要利用一些数学知识,因此在解答中可能会出现一些符号,如“lg”表示以2为底的对数,“^”表示乘方,“floor”表示向下取整,“Ceiling”表示向上取整。
算法设计:
1. 首先将数组A进行随机打乱,以保证随机性和平均性。
2. 对数组A中的前k个元素进行快速排序,得到前k个元素的有序序列。
3. 接下来,从A[k+1,n]中依次取出每一个元素,与有序序列中的最大值进行比较。
4. 如果当前元素小于等于有序序列中的最大值,则跳过该元素。
5. 如果当前元素大于有序序列中的最大值,则将最大值替换为该元素,并重新对前k个元素进行快速排序,得到新的有序序列。
6. 重复第3-5步,直到遍历完A[k+1,n]中的所有元素。
7. 最终得到的有序序列即为前k个最小的元素,将其存储到数组B中。
时间复杂度分析:
1. 首先,由于需要对前k个元素进行快速排序,因此时间复杂度为O(klogk)。
2. 接下来,对于A[k+1,n]中的每一个元素,最坏情况下需要替换有序序列中的最大值,并重新对前k个元素进行快速排序。因此,总共需要进行n-k次替换和排序操作。
3. 对于每次替换和排序操作,由于有序序列长度为k,因此时间复杂度为O(klogk)。
4. 综上所述,算法的时间复杂度为O(klogk + (n-k)klogk) = O(nklogk)。
5. 根据题目中给出的k = @(n/logn),可以得到k <= n/logn,因此nklogk <= n^2,即算法的时间复杂度为O(n^2)。
6. 因此,本算法的时间复杂度满足题目的要求。
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