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Lintcode: Nuts & Bolts Problem
阅读量:789 次
发布时间:2023-01-31

本文共 2152 字,大约阅读时间需要 7 分钟。

快速排序解锁:高效混合排序算法与实现细节

在经典算法课程中,快速排序是经久不衰的高效排序算法。今天,我们探讨一个有趣的应用场景:如何在确定的两个不同元素集合中,通过快速排序实现双组排序。具体而言,我们需要将一组不同大小的PU清和一组不同大小的螺母进行排序。其中,PU清只能与螺母比较,而螺母也仅能与PU清比较。无相互比较的情况下,如何实现高效排序呢?

我想,这个问题可以借助快速排序的双键排序思想来解决。具体展开:

首先,我们用字符数组来模拟PBZ和螺母。具体代码如下:

我曾经开发过一个类似的解决方案。关键在于构造合适的比较函数。例如,在Java环境下,可以通过自定义比较器实现这个功能。

算法本质上遵循传统快速排序流程。首先,我们选择一个PBZ的集合和一个螺母的集合。然后,通过快速排序实现双组排序,即将小于某个指标的PBZ放在左边,大于的放右边;同样,对螺母也进行排序。

具体实现细节如下:

首先,在分组过程中,我们将两个数组的磁铁和螺母分别处理。核心的比较功能是关键。在这个功能中,我们需要确保每个PBZ仅与螺母比较,反之亦然。

在代码实现中,可借鉴以下逻辑:

设置验证前置条件:

  • 检查数组是否非空。
  • 验证两集合长度一致。

最终,在代码实现层面,采用递归分治策略,实现二叉划分,并通过交换操作优化性能。

关于时间复杂度,我们可以做初步结论,在最坏情况下,时间复杂度为O(n²),但在平均情况下会降至O(n log n)。这与传统的快速排序思路一致。

通过深入研究,我们发现,通常来说,分组的划分到位后,整个算法的性能表现良好。

想知道更多细节吗?来看具体实现:

第一,核心比较逻辑需要有针对性实现。例如,在Java中,可以使用自定义比较器类。

当前的实现方案中,我们设置分组函数。这类函数需要在两个数组间来回比较,并做相应的交换。代码分成两个部分:PBZ排序和螺母排序,相互分割以效率提升。

总结来说,这是一种异构排序问题的解决方案。在PBZ与螺母的前提下,借用快速排序技术实现高效的双重排序。

截至此处,要想获得完整实现,可以参考下面的代码示例:

代码示例:

public class Solution {public void sortNutsAndBolts(String[] nuts, String[] bolts, NBComparator compare) {if (nuts == null || bolts == null) return;if (nuts.length != bolts.length) return;qsort(nuts, bolts, compare, 0, nuts.length - 1);}

private void qsort(String[] nuts, String[] bolts, NBComparator compare, int l, int u) {    if (l >= u) return;    // Find the best pivot    int part_inx = partition(nuts, bolts[u], compare, l, u);    partition(bolts, nuts[part_inx], compare, l, u);    // Recursive sort left and right    qsort(nuts, bolts, compare, l, part_inx - 1);    qsort(nuts, bolts, compare, part_inx + 1, u);}private int partition(String[] str, String pivot, NBComparator compare, int l, int u) {    int low = l;    int high = u;    int i = low;    while (i <= high) {        if (compare.cmp(str[i], pivot) == -1 || compare.cmp(pivot, str[i]) == 1) {            swap(str, i, low);            i++;            low++;        } else if (compare.cmp(str[i], pivot) == 1 || compare.cmp(pivot, str[i]) == -1) {            swap(str, i, high);            high--;        } else {            i++;        }    }    return low;}private void swap(String[] str, int l, int r) {    String temp = str[l];    str[l] = str[r];    str[r] = temp;}

}

通过以上代码,成功实现了PBZ与螺母的双重快速排序。

转载地址:http://yywfk.baihongyu.com/

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