logo

Algoritmo di selezione rapida

Selezione rapida è un algoritmo di selezione per trovare il k-esimo elemento più piccolo in una lista non ordinata. È correlato a ordinamento veloce algoritmo di ordinamento.
Esempi:

Input: arr[] = {7, 10, 4, 3, 20, 15} k = 3 Output: 7 Input: arr[] = {7, 10, 4, 3, 20, 15} k = 4 Output: 10>

L'algoritmo è simile a QuickSort. La differenza è che, invece di ricorrere per entrambi i lati (dopo aver trovato il perno), ricorre solo per la parte che contiene il k-esimo elemento più piccolo. La logica è semplice, se l'indice dell'elemento partizionato è maggiore di k, allora si ricorre alla parte sinistra. Se indice è uguale a k, abbiamo trovato il k-esimo elemento più piccolo e restituiamo. Se l'indice è minore di k, allora si ricorre alla parte destra. Ciò riduce la complessità prevista da O(n log n) a O(n), con il caso peggiore di 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) return kthSmallest(arr, l, indice - 1, k);     // Altrimenti ricorre per il sottoarray destro return kthSmallest(arr, indice + 1, r, k - indice + l - 1);   } // Se k è maggiore del numero di // elementi nell'array restituisce INT_MAX;  } // Programma driver per testare i metodi sopra int main() { int arr[] = { 10, 4, 5, 8, 6, 11, 26 };   int n = dimensioneof(arr) / dimensioneof(arr[0]);   intero 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>length) { System.out.println('Indice fuori limite');   } else { // trova il kesimo valore più piccolo System.out.println( 'K-esimo elemento più piccolo nell'array: ' + kthSmallest(arraycopy, 0, length - 1, kPosition));   } } } // Questo codice è un contributo di Saiteja Pamulapati Python3 # Programma Python3 di Quick Select # Processo di partizione standard di QuickSort().  # Considera l'ultimo elemento come pivot # e sposta tutti gli elementi più piccoli a sinistra # di esso e gli elementi più grandi a destra def partizione(arr, l, r): x = arr[r] i = l for j in range(l, r): se 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 e 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 kthPicco(arr, l, indice - 1, k) # Altrimenti ricorre per il sottoarray destro return kthPicco(arr, indice + 1, r, k - indice + l - 1) print('Indice fuori da bound') # Codice driver arr = [ 10, 4, 5, 8, 6, 11, 26 ] n = len(arr) k = 3 print('K-esimo elemento più piccolo è ', end = ' ') print(kthSmallest(arr, 0, n - 1, k)) # Questo codice è un contributo di Muskan Kalra.   C# // Programma C# di selezione rapida utilizzando System;    class GFG { // funzione di partizione simile all'ordinamento rapido // Considera l'ultimo elemento come pivot e aggiunge // elementi con valore inferiore a sinistra e // valore alto a destra e cambia anche // la posizione del pivot nella rispettiva posizione / / nell'array di sola lettura.   static int partizioni(int []arr,int basso, int alto) { int pivot = arr[alto], pivotloc = basso, temp;   for (int i = basso; i<= 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>length) { Console.WriteLine('Indice fuori limite');   } else { // trova il kesimo valore più piccolo Console.WriteLine('K-esimo elemento più piccolo nell'array: ' + kthSmallest(arraycopy, 0, length - 1, kPosition - 1));   } } } // Questo codice è fornito da 29AjayKumar Javascript // Programma Javascript di Quick Select // funzione di partizione simile all'ordinamento rapido // Considera l'ultimo elemento come pivot e aggiunge // elementi con valore inferiore a sinistra e // valore alto a destra e cambia anche // la posizione del perno nella rispettiva posizione // nell'array finale.  function _partition(arr, low, high) { let pivot = arr[high], pivotloc = low;   per (sia i = basso; i<= 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>lunghezza) { document.write('Indice fuori limite ');  } else { // trova il kesimo valore più piccolo document.write( 'K-esimo elemento più piccolo nell'array: ' + kthSmallest(arraycopy, 0, length - 1, kPosition)+' ');  } // Questo codice è fornito da rag2127 Output: il K-esimo elemento più piccolo è 6 Punti importanti: come Quicksort, è veloce nella pratica, ma ha scarse prestazioni nel caso peggiore. Viene utilizzato in Il processo di partizione è lo stesso di QuickSort, differisce solo il codice ricorsivo. Esiste un algoritmo che trova il k-esimo elemento più piccolo in O(n) nel caso peggiore e, ma QuickSelect funziona in media meglio.    Funzione C++ correlata: std::nth_element in C++>