年轻人的中药保健品:一步一步写算法(之挑选最大的n个数)

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/03/28 22:21:19

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从一堆数据中挑选n个最大的数,这个问题是网上流传的比较广的几个问题之一。具体来说,它的意思就是:假设我们有100个数据,我们需要挑选出最大的n个数据(n < 100),那么有没有办法实现这样一个目标呢?在这里,我想从排序的角度看看有没有什么办法可以实现这样一个目标。

在前面的博客当中,我们实现的排序算法有下面几种:

(1) 冒泡排序插入排序希尔排序

(2) 快速排序

(3) 合并排序

(4) 堆排序

(5) 选择排序

(6) 基数排序

那么是不是这8种算法都适合今天的题目呢?我简单的对它们进行了分析和归类:

a)不到最后无法求出最大数据的算法,(插入算法合并算法基数排序

这些算法的特点就是可以保证局部的数据基本有序,但是无法保证全局的数据有序。在全部数据得到正确地排序之前,没有人知道最大的数据是什么。所以针对这个题目而言,要想知道最大的n个数,那就等于要对所有的数据全部排序一遍。

b)每次求出一个最大的数据,依次类推,直到所有的数据都已经排序。(冒泡排序希尔排序选择排序堆排序

这些算法的特点就是,排序的时候,所有的数据都是按照从大到小排列出来的。按照冒泡排序来说,首先我们选出最大的数据,然后是第二大的数据,依次类推,直到第n大的数据找到为止。堆排序也是这样,我们在构建堆之后,也是每次从堆顶获得一个数据,不断调整堆,再接着获得第二大、第三大......第n大的数据的。我们以冒泡排序为例,看看这一次的算法应该怎么写?

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  1. void find_n_max_number(int array[], int length, int number)
  2. {
  3. int inner ;
  4. int outer;
  5. int median;
  6. if(NULL == array || 0 == length)
  7. return;
  8. if(number > length)
  9. return;
  10. for(outer = length -1; outer > (length - 1 - number); outer --){
  11. for(inner = 0; inner < outer; inner ++){
  12. if(array[inner] > array[inner +1]){
  13. median = array[inner];
  14. array[inner] = array[inner + 1];
  15. array[inner + 1]= median;
  16. }
  17. }
  18. }
  19. }
c)迭代搜索,首先对数据进行分类,小于于数组第一个数据的排在左边,大于的排在右边。如果右边的数据小于n,为m,那么在左边数组继续寻找剩下的(n-m)个数据;如果右边的数据大于n,那么在右边的数据继续寻找。(快速排序
不知道上面的解释说明白了没,没有清楚的同学可以看一看下面这个代码。

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  1. int partion(int array[], int start, int end, int swap[])
  2. {
  3. int loop;
  4. int left = 0;
  5. int right = end - start;
  6. int value = array[start];
  7. for(loop = start +1; loop <= end; loop++){
  8. if(array[loop] < value)
  9. swap[left ++] = array[loop];
  10. else
  11. swap[right --] = array[loop];
  12. }
  13. swap[left] = value;
  14. memmove(&array[start], swap, sizeof(int) * (end - start +1));
  15. return left + start;
  16. }
  17. void _quick_sort(int array[], int start, int end, int swap[], int number)
  18. {
  19. int middle;
  20. if(start < end){
  21. middle = partion(array, start, end, swap);
  22. if((number - 1) > (end - middle))
  23. _quick_sort(swap, start, middle -1, swap, number - (end - middle + 1));
  24. else
  25. _quick_sort(swap, middle + 1, end, swap, number);
  26. }
  27. }
  28. void find_n_max_number(int array[], int length, int number)
  29. {
  30. int* swap ;
  31. if(NULL == array || 0 == length)
  32. return;
  33. swap = (int*)malloc(sizeof(int) * length);
  34. _quick_sort(array, 0, length-1, swap, number);
  35. free(swap);
  36. }

总结:

至于这些算法的结果怎么样,各位朋友们可以自己利用自己的电脑好好测试一下。