二分数组差值最大

Posted 2023-03-07 zzbcoder

假设n为偶数，现在要求将n个数分成两个等规模的集合s1,s2,并且使得s1中元素的和减去s2中元素之和的差是最大值。请写算法，并分析时间性能。

看到这个题目，直观理解，我想到了直接把这个数组中的数字进行排序，元素之和的差最大，也当然就是排序过后的前一半和后一半元素差值最大，显然，一个快速排序可以满足这个要求。快排的时间复杂度为O(nlgn)

考虑到分治思想，该如何进行优化。例如二分搜索的基本思想是，将n个元素分成两个等规模的集合s1,s2，取a[n/2]与x相比较。如果x=a[n/2]，则找到x，终止算法；如果x=a[n/2]，则在数组a的左半部分继续搜索x；如果x=a[n/2]，则在右边寻找。在最坏情况下，while循环被执行了O(logn)次。循环体内运算需要O(1)时间，因此整个算法在最坏情况下的时间复杂性为O(logn)。

利用快速排序的划分思想，设正整数集合为数组S，划分为前半个数组S1，后半个数组为S2，若第一次划分的轴值是中位数，则返回；若不是继续划分中位数所在的部分。

考虑快排中的分治思想

如果s1 (大的数集)的的个数大于n/2

将(i<=n/2-loW-1)个最小的数排到后面

如果s1 (大的数集)的的个数小于n/2

将s2 (小的数集) n/2-low-1排到前面

将排好的数组的前n/2个数赋值给s1

将排好的数组的后n/2个数赋值给s2

#include <iostream>

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

using namespace std;

const int n = 8;

void partions(int a[], int low, int high)

//进行一趟快排

    int key = a[low];

    a[0] = a[low];

    while (low < high)

   

        while (low < high && a[high] <= key)

       

            --low;

            a[low] = a[high];

       

        while (low < high && a[low] >= key)

       

            ++low;

            a[high] = a[low];

       

   

    a[low] = key;

    //如果s1（大的数集）的的个数大于n/2

    if (low >= n / 2)

   

        for (int i = 0; i <= n / 2 - low - 1; ++i)

       

            for (int j = 0; j < n - 1; ++j)

           

                if (a[j] < a[j + 1])

               

                    int temp = a[j];

                    a[j] = a[j + 1];

                    a[j + 1] = temp;

               

           

       

   

    //如果s1（大的数集）的的个数小于n/2 else

    else

   

        for (int i = 0; i <= n / 2 - low - 1; ++i)

       

            for (int k = n - 1; k < n - i; ++k)

           

                if (a[k] > a[k - 1])

               

                    int temp1 = a[k];

                    a[k] = a[k - 1];

                    a[k - 1] = temp1;

               

           

       

   

int main()

    int a[n] = 1, 3, 5, 9, 6, 0, -11, -8;

    partions(a, 0, n - 1);

    for (int i = 0; i < n; ++i)

   

        if (i < 4)

       

            cout << "属于子集s1的" << endl;

            cout << "属于子集s2的" << endl;

            cout << a[i] << endl;

       

   

    return 0;

时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。