你知道“二分”,那你知道“三路切分”吗?

2023年 10月 11日 43.5k 0

在这里核心就是算法思想叫做"三路切分"。 “三路切分” 曾是 EMC 面试中的常客,这个名词听起来很高大上,但是简单来说就是将数组切分成三部分。 我再回忆一下“快速排序”算法。

// 交换数组中两个元素的值 
function swap(a, i, j) {
  const temp = a[i];
  a[i] = a[j];
  a[j] = temp;
}
function qsort(a, b, e) {
  // 边界处理
  if (b >= e || b + 1 >= e) {
    return;
  }
  
  // 第一步:划分子结构
  const mid = b + ((e - b) >> 1);
  
  // 第二步:找到根节点,获取信息
  const x = a[mid];
  let l = b;
  let i = b;
  let r = e - 1;
  
  while(i  r 的时候,[i, r] 才是空集。原本的四个区间,变成三个区间。

  • [0, l)  小于 x 的区间
  • [l, i)  等于 x 的区间
  • [i, length) 大于 x 的区间。

注意此时由于 i > r,实际上 i = r + 1,那么区间 (r, length) 就是 [i, length)。 由于最终状态是将一个乱序的数组切分成三部分,所以这个方法又叫三路切分。

接下来我们看一个例子:

列1:只出现一次的数字

给你一个 非空 整数数组 nums ,除了某个元素只出现一次以外,其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。 你必须设计并实现线性时间复杂度的算法来解决此问题,且该算法只使用常量额外空间。

示例 1 :

输入:nums = [2,2,1]
输出:1
示例 2 :

输入:nums = [4,1,2,1,2]
输出:4
示例 3 :

输入:nums = [1]
输出:1

这道题目想想用“三路切分”如何实现?

任意选中一个数字 x ,将数组分成三份,那么是不是会出现三种情况?

  • 第一种:只出现一次的数字在 x 左边,那么左边区域的长度为奇数,因为其他的数都是出现了两次。
  • 第二种:选中的 x 就是只出现一次的数组,左右两边区间长度都为偶数。
  • 第三种:只出现一次的数在右边,那么右区间的长度为奇数。

通过分析可知 3 种情况中,只有第二种情况得到了结果。而第一种情况只出现 1 次的数在左区间时,只需要递归地处理左区间;第三种情况只出现 1 次的数在右区间时,只需要递归地处理右区间。

function swap(A, i, j) {
const t = A[i];
A[i] = A[j];
A[j] = t;
}
function threeSplit(a, b, e) {
// 边界情况
if (b >= e) {
return 0;
}
/*********************核心代码****************************/
// 第一步:划分子结构
const mid = b + ((e - b) >> 1);
// 第二步:获取根节点信息 x
const x = a[mid];
// 根据 x 将数组一分为三 【三路切分】
let l = b;
let i = b;
let r = e - 1;
while(i

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