Go语言数据结构和算法(三十四)分治算法

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分治算法是将一个巨大的输入分解成若干个小块.在每个小块上解决问题.然后将分段

解决方案合并为全局解决方案.

1.步骤:

分解:将原始问题分解成一组子问题.

解决子问题:递归的单独解决每个子问题.

合并子问题:将子问题的解放在一起得到整个问题的解.

2.应用:

2.1快速排序:

又称分区交互排序.是最有效率的排序算法.它首先从数组中选择一个枢轴值.然后将剩

下的数组元素分成两个子数组.通过将每个元素与枢轴值进行比较来进行分区.它比较

元素是否具有比枢轴值更大或更小的值.然后递归的对数组进行排序.

2.2归并排序:

这是通过比较对数组进行排序的算法.它首先将数组划分为子数组.然后递归对的对每

个子数组进行排序.排序完成后.将它们合成一个数组.

2.3二分搜索:

二分搜索是一种搜索算法.也称为半区间搜索或对数搜索.它将目标值与排序数组中存

在的中间元素进行比较.比较后.如果数值不同.则最终剔除不能包含目标的那一半数

组.在继续寻找另一半数组.直到找到目标值.如果搜索另一半也找不到.则断定目标值

不在数组中.

2.4最近点问题:

强调在给定n个点的情况下.找出度量空间中最近的一对点.使得这对点之间的距离应

该最小.

2.5Kadane算法:

该算法是解决最大子数组问题的有效算法.该问题是在整数数组中找到最大和的连续

子数组的任务.

2.6平衡二叉树构造:

给定一个排序的整数数组.任务是构造一个平衡二叉树.可以使用递归构造根节点的左

右子树的分治算法来解决.

3.点对点实现:

3.1方法:

package data

import (
	"math"
	"sort"
)

func ClosestPair(points [][]int) float64 {
	h := make(helper, len(points))
	for i, v := range points {
		//计算两点之间的距离.
		h[i] = [2]float64{math.Hypot(float64(v[0]), float64(v[1])), float64(i)}
	}
	//将数组按照升序排序.
	sort.Sort(h)
	if len(h) >= 1 {
		return h[0][0]
	}
	return 0
}

type helper [][2]float64

func (h helper) Swap(i, j int) {
	h[i], h[j] = h[j], h[i]
}

func (h helper) Less(i, j int) bool {
	return h[i][0] < h[j][0]
}

func (h helper) Len() int {
	return len(h)
}

3.2main方法:

func main() {
	points := [][]int{{3, 3}, {5, -1}, {-2, 4}}
	pair := data.ClosestPair(points)
	fmt.Println(pair)
}

4.实战:

4.1方法:

func ClosestPair2(points [][]int, k int) [][]int {
    if len(points) == k {
       return points
    }
    var v []int
    var re [][]int
    m := make(map[int]int)
    for i := 0; i < len(points); i++ {
       m[i] = points[i][0]*points[i][0] + points[i][1]*points[i][1]
       v = append(v, i)
    }
    closestUtil(m, v, 0, len(v)-1, k)
    for i := 0; i < k; i++ {
       re = append(re, points[v[i]])
    }
    return re
}

func closestUtil(m map[int]int, s []int, start int, end int, k int) {
    p := m[s[end]]
    l := start
    for i := start; i < end; i++ {
       if m[s[i]] < p {
          s[l], s[i] = s[i], s[l]
          l++
       }
    }
    s[l], s[end] = s[end], s[l]
    if k == l {
       return
    } else if l < k {
       closestUtil(m, s, l+1, end, k)
    } else {
       closestUtil(m, s, start, l-1, k)
    }
}
```
```

#### 4.2main方法:

```
func main() {
	points := [][]int{{2, 3}, {12, 30}, {40, 50}, {5, 1}, {12, 10}, {3, 4}}
	k := 2
	res := data.ClosestPair2(points, k)
	fmt.Println(res)
}
```




忽然世界开始变得很慢.时间也变得很慢.



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念何架构之路