给定由小到大排列的有序数组 a .其中 a 中元素均不相等、数组 b 是 a 的一个循环移动结果,移动了多少位未知。 请设计一个快速算法确定 x 是否存在于数组 b 中(不可以使用数组 a )。要求算法复杂度不高于log2N.请先写出算法的设计思路,再用伪 C 代码进行描述。
时间: 2024-02-06 18:11:34 浏览: 17
算法的设计思路:
1. 首先找到数组 b 的最小值,即旋转点,可以使用二分查找来实现;
2. 再根据最小值将数组 b 分成两个有序数组;
3. 判断 x 所在的有序数组(左边或右边);
4. 对该有序数组执行二分查找。
伪代码如下:
```
function search(b: array, n: int, x: int) -> bool:
left, right = 0, n - 1
while left <= right:
mid = (left + right) // 2
if b[mid] == x:
return True
# 判断左边或右边有序数组
if b[left] <= b[mid]:
if b[left] <= x < b[mid]:
right = mid - 1
else:
left = mid + 1
else:
if b[mid] < x <= b[right]:
left = mid + 1
else:
right = mid - 1
return False
```
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下面是Python实现代码:
```python
def merge_sorted_arrays(A, B):
len_a, len_b = len(A), len(B)
C = [0] * (len_a + len_b)
i, j, k = len_a - 1, len_b - 1, len_a + len_b - 1
while i >= 0 and j >= 0:
if A[i] > B[j]:
C[k] = A[i]
i -= 1
else:
C[k] = B[j]
j -= 1
k -= 1
while i >= 0:
C[k] = A[i]
i -= 1
k -= 1
while j >= 0:
C[k] = B[j]
j -= 1
k -= 1
return C
```
其中,变量i、j、k分别对应数组A、B、C的指针,从数组末尾开始向前扫描,以保证在C中的元素顺序是升序。第一个while循环用于将A和B中的元素依次复制到C中,第二个和第三个while循环则用于将剩余的元素复制到C中。
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具体来说,我们可以按照以下步骤进行:
1. 如果数组A的大小为1,则max和min都是该元素。
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3. 如果数组A的大小大于2,则将A分成两个大小相等的子数组A1和A2,并递归地找到A1和A2中的最大值和最小值,分别记为max1、min1、max2和min2。然后,max和min可以通过比较max1和max2以及min1和min2来得到。
这个算法的时间复杂度为O(nlogn),因为每次递归都将数组大小减半,直到数组大小为1或2。因此,递归深度为logn。在每个递归层次中,需要进行常量次数的比较和赋值操作,因此每个递归层次的时间复杂度为O(1)。总时间复杂度为O(nlogn)。
下面是Python代码实现:
```
def find_max_min(A):
n = len(A)
if n == 1:
return A[0], A[0]
elif n == 2:
max_val = max(A[0], A[1])
min_val = min(A[0], A[1])
return max_val, min_val
else:
mid = n // 2
max1, min1 = find_max_min(A[:mid])
max2, min2 = find_max_min(A[mid:])
max_val = max(max1, max2)
min_val = min(min1, min2)
return max_val, min_val
```
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