動態規劃的狀態轉移:從問題到狀態轉移方程的過程

動態規劃通過拆分問題、存儲中間結果避免重複計算,適用於有重疊子問題和最優子結構的場景。其核心是“狀態轉移”,即不同階段狀態間的推導關係。以爬樓梯爲例:定義`dp[i]`爲爬到第`i`級臺階的方法數,轉移方程爲`dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]`,初始條件`dp[0]=1`(0級臺階1種方法)、`dp[1]=1`(1級臺階1種方法)。另一拓展例子(零錢兌換)中,`dp[i]`表示湊`i`元的最少硬幣數,轉移方程爲`dp[i] = min(dp[i-coin]+1)`(`coin`爲可用面額),初始條件`dp[0]=0`,其餘爲無窮大。初學者需掌握“定義狀態→找轉移關係→寫方程”,通過練習熟悉狀態轉移思維。動態規劃本質是“空間換時間”,狀態轉移方程是連接中間結果的橋樑。

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最小生成樹:貪心算法的經典應用,Prim算法入門

本文介紹了生成樹、最小生成樹(MST)及Prim算法。生成樹是連通無向圖的無環子圖,含所有頂點;MST是邊權和最小的生成樹,適合貪心算法(每步選局部最優得全局最優)。 Prim算法核心步驟:選起點,反覆從已選和未選頂點間的邊中選最小權邊,將對應頂點加入已選集,直至所有頂點入集。關鍵是用鄰接矩陣或鄰接表記錄圖結構,算法僞代碼中,`key`數組記錄最小邊權,`parent`記錄父節點,時間複雜度鄰接矩陣爲O(n²),優化後O(m log n)。 Prim算法基於貪心選擇,安全邊性質保證總權最小,應用於網絡佈線、電路設計等需最小成本連接所有節點的場景。總結:MST是貪心算法經典應用,Prim通過逐步擴展選最小邊高效構建最優生成樹。

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二分查找:二分查找的適用場景,零基礎也能學會

這篇文章介紹了二分查找算法,其核心是在有序數組中通過比較中間元素,逐步縮小查找範圍,快速定位目標。它適用於有序、大數據量、靜態(少修改)且需快速查找的場景,如字典或配置文件。 查找過程通過左右指針`left`和`right`確定中間值`mid`,根據目標與中間值的大小調整指針:若中間值等於目標則找到;若目標更大,右移`left`;若更小,左移`right`,直至找到或範圍無效。 Python迭代實現的核心代碼通過`left <= right`循環,計算`mid = (left + right)//2`,邊界處理確保數組爲空或目標不存在時返回-1。時間複雜度爲O(log n)(每次範圍減半),空間複雜度爲O(1)(僅用常數變量)。 關鍵細節包括處理重複元素需擴展遍歷,單元素數組直接判斷,找不到目標返回-1。二分查找的“減治”思想高效解決有序大數據的快速查找問題,是算法基礎中的重要工具。

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排序算法的‘雙維度’:時間複雜度與空間複雜度入門

排序算法的雙維度複雜度(時間與空間)是選擇算法的核心依據。時間複雜度上,小數據量(n≤1000)可用冒泡、選擇、插入排序(O(n²)),大數據量(n>10000)則選快速、歸併、堆排序(O(n log n))。空間複雜度中,堆排序、冒泡等爲O(1)(原地排序),快速排序O(log n),歸併排序O(n)。兩者需權衡:如歸併排序以O(n)空間換穩定的O(n log n)時間,快速排序用O(log n)空間平衡效率。初學者應先掌握簡單算法,再深入高效算法,依數據規模和空間限制選擇,實現“按需排序”。

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爲什麼說冒泡排序是‘初學者友好型’排序算法?

冒泡排序被稱爲“初學者友好型”排序算法,因其邏輯直觀、代碼簡單、示例清晰,能幫助初學者快速掌握排序核心思想。 定義:它通過重複比較相鄰元素,將較大元素逐步“冒”到數組末尾,最終實現有序,核心是“比較-交換”循環——外層控制輪數(最多n-1輪),內層遍歷比較相鄰元素並交換,若某輪無交換則提前終止。 初學者友好原因: 1. **邏輯直觀**:類似“排隊調整”,直觀理解兩兩交換與逐步有序; 2. **代碼簡單**:嵌套循環實現,結構清晰(外層輪數、內層比較交換,優化後提前終止); 3. **示例清晰**:如[5,3,8,4,2]的排序過程(每輪冒最大數到末尾),具體步驟易理解; 4. **理解本質**:幫助理解“有序”“交換”“終止條件”等排序核心要素。 雖時間複雜度O(n²)、效率低,但作爲排序啓蒙工具,能讓初學者“先學會走路”,爲後續學習快速排序等算法奠基。

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排序算法的‘速度密碼’:時間複雜度與冒泡排序

這篇文章圍繞排序算法的“速度密碼”展開,核心是時間複雜度與冒泡排序。時間複雜度用大O表示法衡量,常見類型有O(n)(線性,隨數據量線性增長)、O(n²)(平方,數據量大時效率極低)、O(log n)(對數,速度極快),其是判斷算法快慢的關鍵。 冒泡排序作爲基礎算法,原理是通過相鄰元素比較交換,將小元素“上浮”、大元素“下沉”。以數組[5,3,8,4,2]爲例,重複遍歷比較相鄰元素,直至完成排序。其時間複雜度爲O(n²),空間複雜度O(1)(原地排序),優點是簡單易懂、邏輯直觀,缺點是效率低,數據量大時耗時極久。 總結:冒泡排序雖慢(O(n²)),但作爲入門工具,能幫助理解排序思想與時間複雜度,爲學習快速排序等高效算法(優化至O(n log n))奠定基礎。

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零基礎學冒泡排序:手把手教學與代碼實現

### 冒泡排序概括 排序是將無序數據按規則重排的過程,冒泡排序是基礎排序算法,核心是通過相鄰元素比較交換,使較大元素逐步“冒泡”至數組末尾。 **核心思路**:每輪從數組起始位置開始,依次比較相鄰元素,若前大後小則交換,每輪結束後最大元素“沉底”,未排序部分長度減1,重複直至所有元素有序。 **步驟**:外層循環控制輪數(共n-1輪,n爲數組長度),內層循環每輪比較相鄰元素並交換,優化點爲若某輪無交換則提前終止。 **複雜度**:時間複雜度最壞O(n²)(完全逆序),最好O(n)(已排序),空間複雜度O(1)(原地排序)。 **特點與適用**:優點是簡單易實現,缺點效率低(O(n²)),適用於數據量小或對效率要求不高的場景(如教學演示)。 通過比較交換思想,冒泡排序爲理解複雜排序算法奠定基礎。

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