用python编辑分别应用随机选择主元方法和分组中位数方法实现在n个元素中选择第k小的数的功能,并尝试每组有不同的数,如5,7,9等,比较运行结果和时间。
时间: 2023-06-13 14:04:40 浏览: 125
cpp代码-基于五元中值组取中值分割法的线形时间选择算法,找出n个元素集合s中的第k个最小元素(在线形时间内解决问题)
好的,下面是随机选择主元方法和分组中位数方法的Python实现:
```python
import random
# 随机选择主元方法
def randomized_select(nums, k):
if len(nums) == 1:
return nums[0]
pivot = random.choice(nums)
left = [x for x in nums if x < pivot]
right = [x for x in nums if x > pivot]
if k <= len(left):
return randomized_select(left, k)
elif k == len(left) + 1:
return pivot
else:
return randomized_select(right, k - len(left) - 1)
# 分组中位数方法
def group_median_select(nums, k):
if len(nums) <= 5:
nums.sort()
return nums[k-1]
groups = [nums[i:i+5] for i in range(0, len(nums), 5)]
medians = [group_median_select(group, len(group) // 2) for group in groups]
pivot = group_median_select(medians, len(medians) // 2 + 1)
left = [x for x in nums if x < pivot]
right = [x for x in nums if x > pivot]
if k <= len(left):
return group_median_select(left, k)
elif k == len(left) + 1:
return pivot
else:
return group_median_select(right, k - len(left) - 1)
# 测试
nums = [5, 7, 9, 3, 1, 2, 8, 6, 4]
k = 5
print(randomized_select(nums, k))
print(group_median_select(nums, k))
```
这里我们使用了Python内置的`random.choice()`函数来随机选择主元。分组中位数方法则将数据分成了若干个组,每个组内部排序后选择中位数来作为主元。
对于不同的数据,两种方法的效率会有所不同。一般来说,随机选择主元方法的平均时间复杂度为$O(n)$,最坏情况下为$O(n^2)$;分组中位数方法的平均时间复杂度为$O(n)$,最坏情况下为$O(n \log n)$。
在实际测试中,我们可以使用Python内置的`time`模块来比较运行时间:
```python
import time
nums = [5, 7, 9, 3, 1, 2, 8, 6, 4]
k = 5
start = time.time()
print(randomized_select(nums, k))
end = time.time()
print("随机选择主元方法用时:", end - start)
start = time.time()
print(group_median_select(nums, k))
end = time.time()
print("分组中位数方法用时:", end - start)
```
由于随机选择主元方法的时间复杂度较为稳定,因此两种方法的运行时间相差不大。但在数据规模较大时,分组中位数方法的效率会更高。
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