高效平均选小算法:预期时间界限

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在本篇论文中,作者讨论了"预期时间界限 for selection"这一主题,这是计算机科学中的一个重要问题,主要关注在一组包含 n 个不同数值的集合 X 中找到第 i 小的元素(1 < i < n)所需的最少比较次数。这个算法由 G. Manacher、Robert W. Floyd 和 Ronald L. Rivest 提出,他们旨在设计一个既理论上有高效性又在实践中表现良好的新选择算法。 论文的核心焦点在于提供上界和下界估计,即期望的计算复杂度分析。具体来说,他们展示了选择第 i 个最小元素所需的比较次数的期望值为 n * q - min(i, n - i) + o(n),其中 q 是一个常数。这意味着算法的时间效率与 i 的大小有关,对于中位数(i = n/2)的选择,这个公式尤其适用。 论文还引入了"selection"、"computational complexity"(计算复杂性)、"medians"(中位数)以及"tournaments"(锦标赛,此处可能指数据排序竞赛)和"quantiles"(四分位数)等关键词,表明研究涵盖了这些概念在算法设计和性能评估中的应用。该论文归类于计算机科学的5.30和5.39类别,表明它与算法分析和数据结构紧密相关。 介绍部分明确了研究背景,指出在实际应用中,如数据库查询、数据分析或实时系统中,找到元素排名的快速方法至关重要。作者们通过理论证明和实验验证,不仅提出了新的算法,还给出了一个接近最优的下界,这表明其算法在性能上具有显著优势,尤其是在处理大规模数据时。 总结来说,这篇论文是关于优化算法设计、理论分析与实践相结合的研究,旨在提高查找数组中指定位置元素的平均效率,并且在给出的上下界分析中,显示了作者对算法复杂性和实际性能的深入理解。这对于了解和应用现代数据处理技术的工程师和研究人员来说,具有重要的参考价值。