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2023-08-21 19:32:37 +08:00
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@@ -10,7 +10,7 @@ status: new
1. **分(划分阶段)**:递归地将原问题分解为两个或多个子问题,直至到达最小子问题时终止。
2. **治(合并阶段)**:从已知解的最小子问题开始,从底至顶地将子问题的解进行合并,从而构建出原问题的解。
我们已学过的“归并排序”是分治策略的典型应用之一,其算法原理为:
如下图所示,“归并排序”是分治策略的典型应用之一,其算法原理为:
1. **分**:递归地将原数组(原问题)划分为两个子数组(子问题),直到子数组只剩一个元素(最小子问题)。
2. **治**:从底至顶地将有序的子数组(子问题的解)进行合并,从而得到有序的原数组(原问题的解)。
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### 1.   操作数量优化
以“冒泡排序”为例,其处理一个长度为 $n$ 的数组需要 $O(n^2)$ 时间。假设我们数组从中点分为两个子数组,则划分需要 $O(n)$ 时间,排序每个子数组需要 $O((n / 2)^2)$ 时间,合并两个子数组需要 $O(n)$ 时间,总体时间复杂度为:
以“冒泡排序”为例,其处理一个长度为 $n$ 的数组需要 $O(n^2)$ 时间。假设我们按照下图所示的方式,将数组从中点分为两个子数组,则划分需要 $O(n)$ 时间,排序每个子数组需要 $O((n / 2)^2)$ 时间,合并两个子数组需要 $O(n)$ 时间,总体时间复杂度为:
$$
O(n + (\frac{n}{2})^2 \times 2 + n) = O(\frac{n^2}{2} + 2n)
@@ -73,7 +73,7 @@ $$
并行优化在多核或多处理器的环境中尤其有效,因为系统可以同时处理多个子问题,更加充分地利用计算资源,从而显著减少总体的运行时间。
比如在桶排序中,我们将海量的数据平均分配到各个桶中,则可所有桶的排序任务分散到各个计算单元,完成后再进行结果合并。
比如在下图所示的“桶排序中,我们将海量的数据平均分配到各个桶中,则可所有桶的排序任务分散到各个计算单元,完成后再进行结果合并。
![桶排序的并行计算](divide_and_conquer.assets/divide_and_conquer_parallel_computing.png)