分治算法:分治思想如何解決問題?歸併排序原理

分治算法核心是“分而治之”,通過分解(拆分爲小問題)、解決(遞歸求解子問題)、合併(整合結果)三步處理複雜問題,適合遞歸結構場景。以數組總和計算爲例,分解數組,遞歸求子數組和,合併得總和。 歸併排序是典型應用:先分解數組至單個元素(本身有序),再用雙指針法合併有序子數組。其時間複雜度O(n log n),空間複雜度O(n)(需臨時數組)。 分治通過遞歸簡化問題,歸併排序高效體現其優勢,是理解遞歸、排序等算法的基礎。

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查找算法:順序查找和二分查找的區別,哪個更快?

文章介紹了兩種基礎查找算法:順序查找和二分查找,用於解決從數據中定位特定元素的問題。 順序查找(線性查找)原理是逐個比較元素,無需數據有序,時間複雜度O(n)(n爲數據量),優點是簡單,缺點是效率低,適合小數據量或無序數據。 二分查找(折半查找)要求數據有序,通過分半比較縮小範圍,時間複雜度O(log n),效率高(如n=1000時僅需約10次),但需處理邊界條件,適合大數據量有序數據。 兩者對比:順序查找無需有序、實現簡單但效率低;二分查找需有序且複雜度高但速度快。選擇依據爲數據規模和有序性:有序大數據用二分,無序小數據用順序。

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使用Java實現歸併排序算法

歸併排序是基於分治思想的高效排序算法,核心爲分解、解決、合併三步:先將數組遞歸分解爲單元素子數組,再遞歸排序子數組,最後合併兩個有序子數組爲整體有序數組。 Java實現中,`mergeSort`方法通過遞歸分解數組爲左右兩半,分別排序後調用`merge`合併。`merge`方法使用三個指針遍歷左右子數組,比較元素大小並填充結果數組,剩餘元素直接複製。 算法複雜度:時間複雜度O(n log n)(每次合併O(n),遞歸深度log n),空間複雜度O(n)(需額外數組存儲合併結果),且爲穩定排序(相等元素相對順序不變)。 歸併排序邏輯清晰,適合大數據量排序,是分治算法的經典案例,通過遞歸分解與合併有序子數組實現高效排序。

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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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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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二分查找:比線性查找快多少?數據結構中的查找技巧

文章介紹了計算機中的查找算法,從線性查找和二分查找兩方面展開。線性查找(順序查找)是基礎方法,通過從頭到尾逐個檢查數據,時間複雜度爲O(n),適用於數據量小或無序的場景,最壞情況需遍歷全部數據。二分查找則需在有序數組中使用,核心是每次排除一半數據,時間複雜度O(log n),數據量大時效率遠超線性查找(如n=100萬,二分僅需20次,線性需100萬次)。兩者適用場景不同:二分適用於有序、大數據量且頻繁查找的場景;線性適用於無序、小數據量或動態變化的數據。總結:二分查找通過“對半排除”大幅提升效率,是大數據量有序數據的高效選擇,而線性查找在小數據量或無序場景更靈活。

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