LeetCode 分类练习-task01分治

分治法适用的情况

  • 原问题的计算复杂度随着问题的规模的增加而增加。
  • 原问题能够被分解成更小的子问题。
  • 子问题的结构和性质与原问题一样,并且相互独立,子问题之间不包含公共的子子问题。
  • 原问题分解出的子问题的解可以合并为该问题的解。

分治算法的步骤

**分:**递归地将问题分解为各个的子问题(性质相同的、相互独立的子问题);
**治:**将这些规模更小的子问题逐个击破;
**合:**将已解决的子问题逐层合并,最终得出原问题的解。

具体实例

169. 多数元素

给定一个大小为 n 的数组,找到其中的众数。众数是指在数组中出现次数大于 [n/2] 的元素。
你可以假设数组是非空的,并且给定的数组总是存在众数。

解题思路

1. 确定切分的终止条件
直到所有的子问题都是长度为 1 的数组,停止切分。
2. 准备数据,将大问题切分为小问题
递归地将原数组二分为左区间与右区间,直到最终的数组只剩下一个元素,将其返回
3. 处理子问题得到子结果,并合并
长度为 1 的子数组中唯一的数显然是众数,直接返回即可。
如果它们的众数相同,那么显然这一段区间的众数是它们相同的值。
如果他们的众数不同,比较两个众数在整个区间内出现的次数来决定该区间的众数

53. 最大子序和
给定一个整数数组 nums ,找到一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。

解题思路

  1. 确定切分的终止条件
    直到所有的子问题都是长度为 1 的数组,停止切分。
  2. 准备数据,将大问题切分为小问题
    递归地将原数组二分为左区间与右区间,直到最终的数组只剩下一个元素,将其返回
  3. 处理子问题得到子结果,并合并
    将数组切分为左右区间:
    对与左区间:从右到左计算左边的最大子序和
    对与右区间:从左到右计算右边的最大子序和
    由于左右区间计算累加和的方向不一致,因此,左右区间直接合并相加之后就是整个区间的和
    最终返回左区间的元素、右区间的元素、以及整个区间(相对子问题)和的最大值

50. Pow(x, n)
实现 pow(x, n) ,即计算 x 的 n 次幂函数。

解题思路

  1. 确定切分的终止条件
    对n不断除以2,并更新n,直到为0,终止切分
  2. 准备数据,将大问题切分为小问题
    对n不断除以2,更新
  3. 处理子问题得到子结果,并合并
    x与自身相乘更新x
    如果n%2 ==1
    将p乘以x之后赋值给p(初始值为1),返回p
    最终返回p

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