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Inplace Stable Partition

赵成 posted @ Apr 07, 2012 09:54:18 PM in 算法 , 4200 阅读

关于划分,大家在讨论快排时已经说得比较多了,这里我主要说说如何在空间复杂度为O(1)的情况下进行稳定的划分。

首先看两道面试题:

百度面试题(一):假设一整型数组存在若干正数和负数,现在通过某种算法使得该数组的所有负数在正数的左边,且保证负数和正数间元素相对位置不变。时空复杂度要求分别为:o(n)和o(1)。

百度面试题(二),给定一个存放正数的数组,重新排列数组使得数组左边为奇数,右边为偶数,且保证奇数和偶数之间元素相对位置不变。时空复杂度要求分别为:o(n)和o(1)。

这两道题是搜面试题时从这里找到的,说老实话,里面的答案真是不够靠谱的……

这两题的本质就是划分,划分条件分别是为负数为奇数,另外附加有稳定无额外空间需求的条件,C++里直接用std::stable_partition做就好。

不过有一个小小的陷阱,C++标准里并没有规定std::stable_partition的空间复杂度,而且std::stable_partition实际上需要的空间确实为O(n)。下面说一下如何实现无需额外空间的inplace stable partition。

我采用分而治之的方式来进行处理,把数据劈成两半,两边分别进行递归处理,这时我们可以确定两边都已经划分完毕,以第二题为例,那么我们得到了|正数1|负数2|正数3|负数4|的排列,只需要把中间的两端交换一下就可以了,变为|正数1|正数3|负数2|负数4|

细节问题:

  1. 相邻区间交换可以用std::rotate,时间复杂度为O(n)
  2. partition函数需返回划分处,要注意rotate之后划分处的计算
  3. 对于只有一个数的情况想想什么才是正确的返回值

下面是第二题的范例代码,出于演示的目的就没有做成通用型的了。

#include <stdio.h>
#include <algorithm>
using std::rotate;

bool predicate(int i)
{
    return i > 0;
}

int inplace_stable_partition(int *a, int i, int n)
{
    if (i == n - 1)
        return predicate(a[i]) ? i + 1 : i;

    int middle = i + (n - i) / 2;
    i = inplace_stable_partition(a, i, middle);
    n = inplace_stable_partition(a, middle, n);

    rotate(a + i, a + middle, a + n);
    return i + n - middle;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a[] = { 1, -1, 2, -2, 3, -3 };
    inplace_stable_partition(a, 0, 6);
    for (int i = 0; i < 6; i++)
        printf("%d ", a[i]);
    
    return 0;
}
FlamingTree 说:
Apr 09, 2012 08:38:50 AM

有问题:
1.rotate函数没有考虑两边个数不同时的情况
2.时间复杂度为nlogn

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赵成 说:
Apr 09, 2012 05:26:10 PM

Thank you!
1. rotate的实现完全错掉了,正确写法有点长,以后再写一下正确的实现方法
2. 我确实做错了,但我觉得这两个题目应该没有正确解法?inplace stable partition好像不可能做到O(n)的时间复杂度?

Andrew 说:
Jan 01, 2013 06:40:39 PM

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.25.5554

lispc 说:
Oct 08, 2013 10:52:10 PM

Thank you very much!

seo service london 说:
Jan 16, 2024 07:16:29 PM

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