随机化算法例一

随机化算法例一下面,我们就随机化问题,举一个例子:一个长度在4..10的字符串中,需要判定是否可以在字符串中删去若干字符,使得改变后字符串符合以下条件之一:(1)AAAA;(2)AABB;(3)ABAB;(4)ABBA

例如:长度为6字符串“POPKDK”,若删除其中的“O”,“D”两个字母,则原串变为:“PPKK”,符合条件(2)AABB

分析:这道题很容易想到一种算法:运用排列组合:枚举每4个字母,然后逐一判断

算法是可行的,但是如果需要题目中加上一句话:需要判断n个字符串,且n<=100000,那么这样的耗时是不能让人忍受①的,因为在枚举的过程中,是非常浪费时间的

(①:这里是指信息学中要求算法的普遍运算时间为:1000ms)所以这道题有可能可以借助于随机化算法,下面我们来算一下在10个字符中取4个字符一共有多少种取法:C(4,10)=210

那么很容易得知,随机化算法如果随机300次,能得到的结果基本上就正确了(概率为1-(209/210)^300,约为0.76),而随机时的时间消耗是O(1),只需要判断没有随机重复即可,判重的时间复杂度也为O(1),并且最多随机300次,这样就可以有效地得到答案,最大运算次数为:O(300n),这是在计算机的承受范围内(1000ms)的

从这里就能看出,随机化算法是一个很好的概率算法,但是它并不能保证正确,而且它单独使用的情况很少,大部分是与其他的算法:例如贪心、搜索等配合起来运用

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