Szybki wybór to algorytm selekcji służący do znalezienia k-tego najmniejszego elementu na liście nieuporządkowanej. Jest to związane z szybkie sortowanie algorytm sortowania.
Przykłady:
Input: arr[] = {7, 10, 4, 3, 20, 15} k = 3 Output: 7 Input: arr[] = {7, 10, 4, 3, 20, 15} k = 4 Output: 10>
Algorytm jest podobny do QuickSort. Różnica polega na tym, że zamiast powtarzać się dla obu stron (po znalezieniu osi obrotu), powtarza się tylko dla części zawierającej k-ty najmniejszy element. Logika jest prosta, jeśli indeks podzielonego elementu jest większy niż k, to powtarzamy dla lewej części. Jeśli indeks jest taki sam jak k, znaleźliśmy k-ty najmniejszy element i wracamy. Jeśli indeks jest mniejszy niż k, powtarzamy dla prawej części. Zmniejsza to oczekiwaną złożoność z O(n log n) do O(n), w najgorszym przypadku O(n^2).
function quickSelect(list, left, right, k) if left = right return list[left] Select a pivotIndex between left and right pivotIndex := partition(list, left, right, pivotIndex) if k = pivotIndex return list[k] else if k C++14 // CPP program for implementation of QuickSelect #include using namespace std; // Standard partition process of QuickSort(). // It considers the last element as pivot // and moves all smaller element to left of // it and greater elements to right int partition(int arr[], int l, int r) { int x = arr[r], i = l; for (int j = l; j <= r - 1; j++) { if (arr[j] <= x) { swap(arr[i], arr[j]); i++; } } swap(arr[i], arr[r]); return i; } // This function returns k'th smallest // element in arr[l..r] using QuickSort // based method. ASSUMPTION: ALL ELEMENTS // IN ARR[] ARE DISTINCT int kthSmallest(int arr[], int l, int r, int k) { // If k is smaller than number of // elements in array if (k>0 && k<= r - l + 1) { // Partition the array around last // element and get position of pivot // element in sorted array int index = partition(arr, l, r); // If position is same as k if (index - l == k - 1) return arr[index]; // If position is more, recur // for left subarray if (index - l>k - 1) zwróć kthSmallest(arr, l, indeks - 1, k); // W przeciwnym razie powtórz prawą podtablicę. zwróć kthSmallest(arr, indeks + 1, r, k - indeks + l - 1); } // Jeśli k jest większe niż // liczba elementów tablicy, return INT_MAX; } // Program sterownika do testowania powyższych metod int main() { int arr[] = { 10, 4, 5, 8, 6, 11, 26 }; int n = rozmiar(tablica) / rozmiar(tablica[0]); int k = 3; cout<< 'K-th smallest element is ' << kthSmallest(arr, 0, n - 1, k); return 0; } Java // Java program of Quick Select import java.util.Arrays; class GFG { // partition function similar to quick sort // Considers last element as pivot and adds // elements with less value to the left and // high value to the right and also changes // the pivot position to its respective position // in the final array. public static int partition(int[] arr, int low, int high) { int pivot = arr[high], pivotloc = low; for (int i = low; i <= high; i++) { // inserting elements of less value // to the left of the pivot location if (arr[i] int temp = arr[i]; arr[i] = arr[pivotloc]; arr[pivotloc] = temp; pivotloc++; } } // swapping pivot to the final pivot location int temp = arr[high]; arr[high] = arr[pivotloc]; arr[pivotloc] = temp; return pivotloc; } // finds the kth position (of the sorted array) // in a given unsorted array i.e this function // can be used to find both kth largest and // kth smallest element in the array. // ASSUMPTION: all elements in arr[] are distinct public static int kthSmallest(int[] arr, int low, int high, int k) { // find the partition int partition = partition(arr, low, high); // if partition value is equal to the kth position, // return value at k. if (partition == k - 1) return arr[partition]; // if partition value is less than kth position, // search right side of the array. else if (partition 1) return kthSmallest(arr, partition + 1, high, k); // if partition value is more than kth position, // search left side of the array. else return kthSmallest(arr, low, partition - 1, k); } // Driver Code public static void main(String[] args) { int[] array = new int[] { 10, 4, 5, 8, 6, 11, 26 }; int[] arraycopy = new int[] { 10, 4, 5, 8, 6, 11, 26 }; int kPosition = 3; int length = array.length; if (kPosition>długość) { System.out.println('Indeks poza granicami'); } else { // znajdź k-tą najmniejszą wartość System.out.println( 'K-ty najmniejszy element tablicy: ' + kthSmallest(arraycopy, 0, długość - 1, kPosition)); } } } // Ten kod jest autorstwa Saiteja Pamulapati Python3 # Python3, program Quick Select # Standardowy proces partycjonowania QuickSort(). # Uważa ostatni element za element obrotowy # i przesuwa wszystkie mniejsze elementy na lewo # od niego, a większe elementy na prawo def partycja(arr, l, r): x = arr[r] i = l for j in range(l, r): jeśli arr[j]<= x: arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i] i += 1 arr[i], arr[r] = arr[r], arr[i] return i # finds the kth position (of the sorted array) # in a given unsorted array i.e this function # can be used to find both kth largest and # kth smallest element in the array. # ASSUMPTION: all elements in arr[] are distinct def kthSmallest(arr, l, r, k): # if k is smaller than number of # elements in array if (k>0 i k<= r - l + 1): # Partition the array around last # element and get position of pivot # element in sorted array index = partition(arr, l, r) # if position is same as k if (index - l == k - 1): return arr[index] # If position is more, recur # for left subarray if (index - l>k - 1): return kthSmallest(arr, l, indeks - 1, k) # Inaczej powtórz dla prawej podtablicy return kthSmallest(arr, indeks + 1, r, k - indeks + l - 1) print('Indeks poza bound') # Kod sterownika arr = [ 10, 4, 5, 8, 6, 11, 26 ] n = len(arr) k = 3 print('K-ty najmniejszy element to ', end = ' ') print(kthSmallest(arr, 0, n - 1, k)) # Ten kod jest autorstwa Muskana Kalry. C# // Program C# szybkiego wyboru przy użyciu systemu; class GFG { // funkcja podziału podobna do szybkiego sortowania // uważa ostatni element za element obrotowy i dodaje // elementy o mniejszej wartości po lewej i // o większej wartości po prawej, a także zmienia // pozycję obrotu na odpowiednią pozycję / / w tablicy tylko do odczytu. static int partycje(int []arr,int niski, int wysoki) { int przestawny = tablica[wysoki], przestawny = niski, temp; for (int i = niski; tj<= high; i++) { // inserting elements of less value // to the left of the pivot location if(arr[i] { temp = arr[i]; arr[i] = arr[pivotloc]; arr[pivotloc] = temp; pivotloc++; } } // swapping pivot to the readonly pivot location temp = arr[high]; arr[high] = arr[pivotloc]; arr[pivotloc] = temp; return pivotloc; } // finds the kth position (of the sorted array) // in a given unsorted array i.e this function // can be used to find both kth largest and // kth smallest element in the array. // ASSUMPTION: all elements in []arr are distinct static int kthSmallest(int[] arr, int low, int high, int k) { // find the partition int partition = partitions(arr,low,high); // if partition value is equal to the kth position, // return value at k. if(partition == k) return arr[partition]; // if partition value is less than kth position, // search right side of the array. else if(partition return kthSmallest(arr, partition + 1, high, k ); // if partition value is more than kth position, // search left side of the array. else return kthSmallest(arr, low, partition - 1, k ); } // Driver Code public static void Main(String[] args) { int[] array = {10, 4, 5, 8, 6, 11, 26}; int[] arraycopy = {10, 4, 5, 8, 6, 11, 26}; int kPosition = 3; int length = array.Length; if(kPosition>długość) { Console.WriteLine('Indeks poza granicami'); } else { // znajdź k-tą najmniejszą wartość Console.WriteLine('K-ty najmniejszy element tablicy: ' + kthSmallest(arraycopy, 0, długość - 1, kPosition - 1)); } } } // Ten kod pochodzi z JavaScript 29AjayKumar // Program JavaScript szybkiego wyboru // funkcja podziału podobna do szybkiego sortowania // Traktuje ostatni element jako element przestawny i dodaje // elementy o mniejszej wartości po lewej stronie i // o dużej wartości w prawo, a także zmienia // pozycję obrotu na odpowiednią pozycję // w końcowej tablicy. funkcja _partition(arr, low, high) { niech oś obrotu = tablica [wysokość], oś obrotu = niska; for (niech i = niski; tj<= high; i++) { // inserting elements of less value // to the left of the pivot location if (arr[i] { let temp = arr[i]; arr[i] = arr[pivotloc]; arr[pivotloc] = temp; pivotloc++; } } // swapping pivot to the final pivot location let temp = arr[high]; arr[high] = arr[pivotloc]; arr[pivotloc] = temp; return pivotloc; } // finds the kth position (of the sorted array) // in a given unsorted array i.e this function // can be used to find both kth largest and // kth smallest element in the array. // ASSUMPTION: all elements in arr[] are distinct function kthSmallest(arr, low, high, k) { // find the partition let partition = _partition(arr, low, high); // if partition value is equal to the kth position, // return value at k. if (partition == k - 1) return arr[partition]; // if partition value is less than kth position, // search right side of the array. else if (partition return kthSmallest(arr, partition + 1, high, k); // if partition value is more than kth position, // search left side of the array. else return kthSmallest(arr, low, partition - 1, k); } // Driver Code let array = [ 10, 4, 5, 8, 6, 11, 26]; let arraycopy = [10, 4, 5, 8, 6, 11, 26 ]; let kPosition = 3; let length = array.length; if (kPosition>długość) { document.write('Indeks poza granicami '); } else { // znajdź k-tą najmniejszą wartość document.write( 'K-ty najmniejszy element tablicy: ' + kthSmallest(arraycopy, 0, długość - 1, kPosition)+' '); } // Ten kod pochodzi z rag2127 Wynik: K-ty najmniejszy element to 6 Ważne punkty: Podobnie jak szybkie sortowanie, w praktyce jest szybki, ale ma słabą wydajność w najgorszym przypadku. Jest używany w Proces partycjonowania jest taki sam jak QuickSort, różni się tylko kodem rekurencyjnym. Istnieje algorytm, który w najgorszym przypadku znajduje k-ty najmniejszy element w O(n), ale QuickSelect średnio działa lepiej. Powiązana funkcja C++: std::nth_element w C++>