动态规划的状态转移:从问题到状态转移方程的过程
动态规划通过拆分问题、存储中间结果避免重复计算,适用于有重叠子问题和最优子结构的场景。其核心是“状态转移”,即不同阶段状态间的推导关系。以爬楼梯为例:定义`dp[i]`为爬到第`i`级台阶的方法数,转移方程为`dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]`,初始条件`dp[0]=1`(0级台阶1种方法)、`dp[1]=1`(1级台阶1种方法)。另一拓展例子(零钱兑换)中,`dp[i]`表示凑`i`元的最少硬币数,转移方程为`dp[i] = min(dp[i-coin]+1)`(`coin`为可用面额),初始条件`dp[0]=0`,其余为无穷大。初学者需掌握“定义状态→找转移关系→写方程”,通过练习熟悉状态转移思维。动态规划本质是“空间换时间”,状态转移方程是连接中间结果的桥梁。
阅读全文最小生成树:贪心算法的经典应用,Prim算法入门
本文介绍了生成树、最小生成树(MST)及Prim算法。生成树是连通无向图的无环子图,含所有顶点;MST是边权和最小的生成树,适合贪心算法(每步选局部最优得全局最优)。 Prim算法核心步骤:选起点,反复从已选和未选顶点间的边中选最小权边,将对应顶点加入已选集,直至所有顶点入集。关键是用邻接矩阵或邻接表记录图结构,算法伪代码中,`key`数组记录最小边权,`parent`记录父节点,时间复杂度邻接矩阵为O(n²),优化后O(m log n)。 Prim算法基于贪心选择,安全边性质保证总权最小,应用于网络布线、电路设计等需最小成本连接所有节点的场景。总结:MST是贪心算法经典应用,Prim通过逐步扩展选最小边高效构建最优生成树。
阅读全文二分查找:二分查找的适用场景,零基础也能学会
这篇文章介绍了二分查找算法,其核心是在有序数组中通过比较中间元素,逐步缩小查找范围,快速定位目标。它适用于有序、大数据量、静态(少修改)且需快速查找的场景,如字典或配置文件。 查找过程通过左右指针`left`和`right`确定中间值`mid`,根据目标与中间值的大小调整指针:若中间值等于目标则找到;若目标更大,右移`left`;若更小,左移`right`,直至找到或范围无效。 Python迭代实现的核心代码通过`left <= right`循环,计算`mid = (left + right)//2`,边界处理确保数组为空或目标不存在时返回-1。时间复杂度为O(log n)(每次范围减半),空间复杂度为O(1)(仅用常数变量)。 关键细节包括处理重复元素需扩展遍历,单元素数组直接判断,找不到目标返回-1。二分查找的“减治”思想高效解决有序大数据的快速查找问题,是算法基础中的重要工具。
阅读全文排序算法的‘双维度’:时间复杂度与空间复杂度入门
排序算法的双维度复杂度(时间与空间)是选择算法的核心依据。时间复杂度上,小数据量(n≤1000)可用冒泡、选择、插入排序(O(n²)),大数据量(n>10000)则选快速、归并、堆排序(O(n log n))。空间复杂度中,堆排序、冒泡等为O(1)(原地排序),快速排序O(log n),归并排序O(n)。两者需权衡:如归并排序以O(n)空间换稳定的O(n log n)时间,快速排序用O(log n)空间平衡效率。初学者应先掌握简单算法,再深入高效算法,依数据规模和空间限制选择,实现“按需排序”。
阅读全文为什么说冒泡排序是‘初学者友好型’排序算法?
冒泡排序被称为“初学者友好型”排序算法,因其逻辑直观、代码简单、示例清晰,能帮助初学者快速掌握排序核心思想。 定义:它通过重复比较相邻元素,将较大元素逐步“冒”到数组末尾,最终实现有序,核心是“比较-交换”循环——外层控制轮数(最多n-1轮),内层遍历比较相邻元素并交换,若某轮无交换则提前终止。 初学者友好原因: 1. **逻辑直观**:类似“排队调整”,直观理解两两交换与逐步有序; 2. **代码简单**:嵌套循环实现,结构清晰(外层轮数、内层比较交换,优化后提前终止); 3. **示例清晰**:如[5,3,8,4,2]的排序过程(每轮冒最大数到末尾),具体步骤易理解; 4. **理解本质**:帮助理解“有序”“交换”“终止条件”等排序核心要素。 虽时间复杂度O(n²)、效率低,但作为排序启蒙工具,能让初学者“先学会走路”,为后续学习快速排序等算法奠基。
阅读全文排序算法的‘速度密码’:时间复杂度与冒泡排序
这篇文章围绕排序算法的“速度密码”展开,核心是时间复杂度与冒泡排序。时间复杂度用大O表示法衡量,常见类型有O(n)(线性,随数据量线性增长)、O(n²)(平方,数据量大时效率极低)、O(log n)(对数,速度极快),其是判断算法快慢的关键。 冒泡排序作为基础算法,原理是通过相邻元素比较交换,将小元素“上浮”、大元素“下沉”。以数组[5,3,8,4,2]为例,重复遍历比较相邻元素,直至完成排序。其时间复杂度为O(n²),空间复杂度O(1)(原地排序),优点是简单易懂、逻辑直观,缺点是效率低,数据量大时耗时极久。 总结:冒泡排序虽慢(O(n²)),但作为入门工具,能帮助理解排序思想与时间复杂度,为学习快速排序等高效算法(优化至O(n log n))奠定基础。
阅读全文零基础学冒泡排序:手把手教学与代码实现
### 冒泡排序概括 排序是将无序数据按规则重排的过程,冒泡排序是基础排序算法,核心是通过相邻元素比较交换,使较大元素逐步“冒泡”至数组末尾。 **核心思路**:每轮从数组起始位置开始,依次比较相邻元素,若前大后小则交换,每轮结束后最大元素“沉底”,未排序部分长度减1,重复直至所有元素有序。 **步骤**:外层循环控制轮数(共n-1轮,n为数组长度),内层循环每轮比较相邻元素并交换,优化点为若某轮无交换则提前终止。 **复杂度**:时间复杂度最坏O(n²)(完全逆序),最好O(n)(已排序),空间复杂度O(1)(原地排序)。 **特点与适用**:优点是简单易实现,缺点效率低(O(n²)),适用于数据量小或对效率要求不高的场景(如教学演示)。 通过比较交换思想,冒泡排序为理解复杂排序算法奠定基础。
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