【算法-分治】

定义

分治算法是一种算法设计范式,它将一个规模为N的问题分解为K个规模较小的子问题,这些子问题相互独立且与原问题性质相同。求出子问题的解,就可得到原问题的解。。这种方法在许多计算机科学领域中非常有效,尤其是在排序、搜索和数值计算中。

工作原理

  1. 分解(Divide) :
    将原问题分解成若干个规模较小的子问题。这些子问题应该具有与原问题相同的性质。
  2. 解决(Conquer) :
    递归地解决这些子问题。如果子问题的规模足够小,则直接解决。
  3. 合并(Combine) :
    将子问题的解合并成原问题的解。

代码

给定数字和运算符的字符串expression ,返回计算对数字和运算符进行分组的所有不同可能方式的所有可能结果。可以按任何顺序返回答案。

Constraints: 限制条件:

  1. 1 <= expression.length <= 20

  2. expression由数字和运算符'+' 、 '-'和' * '组成。

  3. 输入表达式中的所有整数值都在0, 99范围内。

  4. 输入表达式中的整数值没有表示符号的前导'-'或'+' 。

java 复制代码
public class DividAndConquer {
    public static List<Integer> diffWaysToCompute(String input) {
        List<Integer> ways = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
            char c = input.charAt(i);
            if (c == '+' || c == '-' || c == '*') {
                List<Integer> left = diffWaysToCompute(input.substring(0, i));
                List<Integer> right = diffWaysToCompute(input.substring(i + 1));
                for (int l : left) {
                    for (int r : right) {
                        switch (c) {
                            case '+':
                                ways.add(l + r);
                                break;
                            case '-':
                                ways.add(l - r);
                                break;
                            case '*':
                                ways.add(l * r);
                                break;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        if (ways.size() == 0) {
            ways.add(Integer.valueOf(input));
        }
        return ways;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> result=diffWaysToCompute("2*3-4*5");
        System.out.println("result:"+result);

    }
}

结果

result:-34, -10, -14, -10, 10

优点

  • 结构清晰:分治算法提供了一种结构化的思路,易于实现和理解。
  • 并行性:子问题通常是独立的,可以通过并行计算加速。

缺点

  • 递归开销:递归调用可能带来额外的空间和时间开销。
  • 合并成本:某些情况下,合并操作的复杂度较高,可能影响整体性能。

使用场景

  • 排序算法:如快速排序、归并排序。
  • 搜索算法:如二分查找。
  • 图形算法:如最近点对问题。
  • 数学计算:如大整数乘法(Karatsuba算法)。
相关推荐
w_zero_one1 小时前
递归算法(一)
java·开发语言·算法
风影同志783243 小时前
20 个比特能装下多少行情?——实测拆解 Kronos 的 K 线分词器
算法
写的都是BUG3 小时前
APK 里的钥匙,一直就放在门口:聊聊加固真正该做什么
前端·算法
地平线开发者4 小时前
CLIP 的零样本分类:一组文本如何变成图像分类器?
算法
京东云开发者4 小时前
从“会生成”到“能生产”:萤火虫 AIGC 平台的 AI Infra 实践
算法·aigc·产品
youshi66685 小时前
PID——算法改进
算法
一只不想敲代码的程序猿6 小时前
如何更高效地拆解问题?
算法
微尘hjx7 小时前
【Deep-OC-SORT 02】多轨迹算法Deep-OC-SORT-相对 OC-SORT 的改进点
人工智能·算法·yolo·目标跟踪·视觉检测·ultralytics·deep-oc-sort
梦帮科技7 小时前
意识启发式量子隧穿退火算法用于全局优化 (CITA) 完整技术指南
网络·人工智能·算法·量子计算·模拟退火算法
一去不复返的通信er8 小时前
排序 + 双指针:力扣15三数之和
算法·leetcode