竹斋眠听雨,梦里长青苔

Posted by fsoooo Blog on May 3, 2022

已知数组a[N], 求该数组的最大值和最小值,要求比较次数的数量级是O(1.5n).

朴素解法

我们直接来看看朴素解法的思路吧:

  • 遍历数组,求出最大值

  • 遍历数组,求出最小值

显然,此处遍历了2次,时间复杂度是O(2n),比较的次数也是O(2n),不符合要求。

优化思路是:直接遍历一次,然后同时求出最大值和最小值。

可是,这就万事大吉了吗?

问题在哪里?虽然时间复杂度是O(n),但比较次数仍然是O(2n),不符合题目的要求。

下面,我们来看看如上思路对应的代码:

package main

import "fmt"

func getMinMax(a []int) (int, int){
  if len(a) == 0 {
    // 异常处理
  }

  min, max := a[0], a[0]

  for _, v := range a {
    if v < min {
      min = v
    }

    if v > max {
      max = v
    }
  }

  return min, max
}

func main() {
  fmt.Println(getMinMax([]int{3, 2, 4, 1, 5, 9, 6, -1}))
}

结果:-1   9

要说明的是,在实际开发工作中,如上程序是能达标的,性能没什么问题,而且可读性极好。

但是,面试就是面试,面试题目就是大家的指挥棒。所以,我们还得按照题目要求进行优化。

优化解法

要进行优化,那就要分析上面朴素解法的不足之处。

上面代码的思路:当遍历前面两个元素后,得到min和max的值分别为2和3,在与接下来的4和1的比较中,min要比较2次, max要比较2次,总共就是4次。

如下图所示:

现在,我们的目标比较次数要优化为O(1.5n),那该怎么着手去做呢?

我们看到:如果我们先把4和1进行比较,得出较大的4和较小的1, 那么剩下的就只需要将min和1比较,将max和4比较就行,总共比较次数只有3次,减少了无用的比较,如下图:

可以看到,优化的思路就是对元素进行两两分组,比较次数从O(2n)优化到了O(1.5n).

既然缕清了思路,那么代码的实现就相对简单了。