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[DSA] 排序Sort 方式整理

排序算法是計算機科學中最基礎且最重要的主題之一。以下是一些常見的排序方法,以及它們的簡要描述: 1. **冒泡排序 (Bubble Sort)**    - 方法:重複地遍歷數組,每次比較兩個相鄰的元素,如果它們的順序錯誤就交換它們。    - 時間複雜度:最差、平均和最好情況下都是 O(n^2)。 2. **選擇排序 (Selection Sort)**    - 方法:在未排序的部分中找到最小(或最大)的元素,然後將其放到排序部分的開頭。    - 時間複雜度:最差、平均和最好情況下都是 O(n^2)。 3. **插入排序 (Insertion Sort)**    - 方法:從第一個元素開始,重複地取出一個元素並將其插入到前面已排序的部分的正確位置中。    - 時間複雜度:最差情況下是 O(n^2),但對於部分排序的數組,其性能可以達到近似 O(n)。 4. **快速排序 (Quick Sort)**    - 方法:選擇一個'基準'元素,並將數組分為小於基準和大於基準的兩部分,然後遞迴地對這兩部分進行排序。    - 時間複雜度:平均和最好情況下是 O(n log n),但最差情況下是 O(n^2)。 5. **合併排序 (Merge Sort)**    - 方法:將數組分成兩半,遞迴地對每一半進行排序,然後合併這兩部分。    - 時間複雜度:在最差、平均和最好情況下都是 O(n log n)。 6. **堆排序 (Heap Sort)**    - 方法:使用數組創建一個最大堆 (max heap) 或最小堆 (min heap),然後一次取出堆的最大(或最小)元素,直到堆為空。    - 時間複雜度:在最差、平均和最好情況下都是 O(n log n)。 7. **希爾排序 (Shell Sort)**    - 方法:是插入排序的一個變體,其中元素首先被分成多個子列表,這些子列表使用插入排序進行排序,隨著算法的進行,子列表的大小逐漸減小。    - 時間複雜度:因子列表的選擇...

[DSA] 深度優先搜索 (Deep First Search, DFS) 和廣度優先搜索 (Breadth-First Search, BFS)

深度優先搜索 (DFS) 和廣度優先搜索 (BFS) 的介紹,包括英文專有名詞: **深度優先搜索 (Depth-First Search, DFS)** DFS 是一種用於遍歷或搜索樹 (tree) 或圖 (graph) 的算法。它從一個起點開始,然後深入到每一個分支,直到該分支終點。 **基本步驟:** 1. 從起始節點 (starting node) 開始。 2. 移動到某個相鄰的未被訪問的節點 (adjacent unvisited node)。 3. 繼續深入直到目前的節點沒有未被訪問的相鄰節點。 4. 回退 (backtrack) 到上一個節點,並嘗試訪問其他未被訪問的節點。 5. 重複上述過程直到探索完畢。 **常見問題:** 1. **迷宮問題 (Maze problem):** 從迷宮的一個入口到出口的路徑。 2. **連通性 (Connectivity):** 判斷兩個節點是否連通。 3. **拓撲排序 (Topological Sorting):** 對一個有向無環圖 (Directed Acyclic Graph, DAG) 進行排序。 4. **判斷圖中是否有環 (Cycle Detection)。** 5. **尋找有向圖或無向圖的強連通分量 (Strongly Connected Components)。** **時間複雜度 (Time Complexity):** - 在無權重圖 (unweighted graph) 中,DFS 的時間複雜度是 **O(V + E)**,其中 V 是節點的數量 (number of vertices),E 是邊的數量 (number of edges)。 - 如果使用鄰接矩陣 (adjacency matrix) 表示圖,DFS 的時間複雜度是 **O(V^2)**。 - 如果使用鄰接列表 (adjacency list) 表示圖,DFS 的時間複雜度是 **O(V + E)**。 --- **廣度優先搜索 (Breadth-First Search, BFS)** BFS 也是一種用於遍歷或搜索樹或圖的算法。它從一個起點開始,然後逐層探索。 **基本步驟:** 1. 從起始節點開始。 2. 訪問所有相鄰的未被訪問的節點。 3. 對於所有這些相鄰節點,再進一步訪問它們的未被訪問的相鄰節點。 4. 重複...

[DSA] 動態規劃 (Dynamic Programming)

 當然可以,讓我為您介紹動態規劃 (Dynamic Programming)。 **動態規劃 (Dynamic Programming)** 是一種解決問題的方法,通常用於尋找最佳解或計算問題的總解數。它主要適用於那些具有重疊子問題和最佳子結構的問題。 動態規劃的主要概念如下: 1. **重疊子問題 (Overlapping Subproblems)**    這意味著問題可以分解為更小、更簡單的子問題進行求解。重要的是,這些子問題不是獨立的,也就是說,同一子問題可能會被多次計算。 2. **最佳子結構 (Optimal Substructure)**    一個問題的最佳解可以從其子問題的最佳解中構建得到。 **動態規劃的兩種主要技術:** 1. **記憶化 (Memoization)**    這是一種頂向下的方法。使用遞歸形式解決問題,但每當計算一個子問題的解,我們就會將其存儲下來,這樣當下次需要相同的解時,我們可以直接從存儲中獲得,而不需要再次計算。 2. **表格法 (Tabulation)**    這是一種自底向上的方法。我們首先計算所有可能的子問題,然後根據這些子問題的解構建原始問題的解。這種方法通常使用一個或多個表格來存儲子問題的解。 **動態規劃的例子:** **費波納契數列 (Fibonacci Sequence)** 是一個經典的動態規劃問題。使用遞歸方法計算費波納契數列的一個項非常沒有效率,因為它會重複計算很多相同的子問題。使用動態規劃(通過記憶化或表格法)可以大大提高效率。 **結論:** 動態規劃是一個非常強大的算法框架,尤其是當我們需要解決具有重疊子問題和最佳子結構的問題時。通過有效地存儲子問題的解,我們可以避免不必要的計算,從而大大提高算法的效率。 其他Dynamic Programming介紹文: Dynamic Programming Explanation with Fibonacci 用費波那契數列來入手動態規劃 [演算法] 動態規劃 (Dynamic Programming) 使用 Kotlin 示範

[DSA] 二元搜尋(Binary Search)

**二元搜尋(Binary Search)**是一種在有序序列中查找特定元素的算法。這種搜索方法的效率非常高,比起使用線性搜索,在大型數據集中通常能夠大大減少所需的搜尋步驟。 以下是二元搜尋的基本步驟: 1. **初始化**:選取序列的中點作為當前的元素。     2. **比較**:將該元素與所尋找的元素進行比較。 3. **決策**:    - 如果中點的元素**等於**所尋找的元素,則搜索成功,返回該位置。    - 如果所尋找的元素**小於**中點的元素,則在當前中點**之前**的子序列中繼續進行二元搜尋。    - 如果所尋找的元素**大於**中點的元素,則在當前中點**之後**的子序列中繼續進行二元搜尋。 4. **重複**:不斷地縮小搜尋範圍,直到找到該元素或範圍縮小到0。 這個方法的關鍵在於,每一次比較都使得搜索範圍減半,從而大大加快了搜索速度。 **時間複雜度**:   由於每次操作都會使搜索範圍減少一半,所以二元搜尋的時間複雜度是O(log n),其中n是序列的大小。這使得二元搜尋比線性搜尋(其時間複雜度為O(n))要快得多,特別是對於大型數據集。 **注意**:   要使用二元搜尋,前提是序列必須是有序的。如果數據不是有序的,那麼在使用二元搜尋之前,必須先對它進行排序。 總之,二元搜尋是一種高效的查找方法,適用於 有序 的數據集,特別是當數據集非常大時。 其他程式面試/Leetcode相關討論: Leetcode 是什麼?誰需要刷題?必考題有哪些 Top Interview Questions -  LeetCode Leetcode刷題學習筆記 – Binary Search Tree(BST) Leetcode刷題學習筆記 – Two-Pointers Binary Search

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