对于几乎有序的向量,如教材代码2.26(60页)和代码2.27(60页)所示的起泡排序算法,都显得效率不足,比如,即便乱序元素仅限于A[0,√n)区间,最坏情况下仍需调用bubble()做Ω(√n)次调用,共做Ω(n)次交换操作和Ω(n3/2)次比较操作,因此累计运行Ω(n3/2)时间。
a)试改进原算法,使之在上述情况下仅需o(n)时间;
b)继续改进,使之在如下情况下仅需o(n)时间:乱序元素仅限于A[n-√n,n)区间;
c)综合以上改进,使之在如下情况下仅需o(n)时间:乱序元素仅限于任意的A[m,m+√n]区间。
教材81页代码3.20中的List::selectionSort()算法,通过selectMax()在前缀子序列中定位的最大元素max,有可能恰好就是tail的前驱——自然,此时“二者”无需交换。针对这一“问题”,你可能会考虑做些“优化”,以期避免上述不必要的交换,比如将
a)以序列(1980,1981,1982,...,2011,2012;0,1,2,...,1978,1979)为例,这种情况共发生多少次?
b)试证明,在各元素等概率独立分布的情况下,这种情况发生的概率仅为1nn/n→0——也就是说,就渐进意义而言,上述“优化”得不偿失。