算法策略 - 分治(Divide And Conquer)

2024-01-22 15:32

本文主要是介绍算法策略 - 分治(Divide And Conquer),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

  • 分治,也就是分而治之。它的一般步骤是
  1. 将原问题分解成若干个规模较小的子问题(子问题和原问题的结构一样,只是规模不一样)
  2. 子问题又不断分解成规模更小的子问题,直到不能再分解(知道可以轻易算出子问题的解)
  3. 利用子问题的解推导出原问题的解
  • 因此,分治策略非常适合用递归

  • 需要注意的是:子问题之间是互相独立的

  • 分治的应用

  1. 快速排序
  2. 归并排序
  3. Karatsuba算法(大数乘法)
    在这里插入图片描述

主定力(Master Theorem)

  • 分治策略通常遵守一种通用模式
  • 解决模式为n的问题,分解成a个喹莫为n/b的子问题,然后再O(n^d)时间内将子问题的解合并起来
  • 算法运算时间为:T(n) = aT(n/b) + O(n^d),a>0,b>1,d>=0
    在这里插入图片描述
  • 比如归并排序的运行时间是:T(n) = 2T(n/2) + O(n),a = 2,b = 2,d = 1,所以T(n) = O(nlogn)

练习1 - LeetCode — 53. 最大子序和

练习2 - 大数乘法

  • 按照小学时学习的乘法运算,在进行n位数之间的相乘时,需要大约进行n^2次个位数的相乘

  • 比如计算25 x 63
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

  • 时间复杂度T(n) = 4T(n/2) + O(n) = O(n^2)

  • 1960年Anatolii Alexeevitch Karatsuba提出了Karatsuba算法,提高了大数乘法的效率
    在这里插入图片描述

这篇关于算法策略 - 分治(Divide And Conquer)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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