Tìm phần tử lớn thứ k trong mảng với thuật toán Quickselect trong C
Trong lập trình, đôi khi mình cần tìm phần tử lớn thứ k trong một mảng. Để thực hiện điều này, mình có thể sử dụng thuật toán Quickselect, một biến thể của thuật toán QuickSort. Trong bài viết này, mình sẽ tìm hiểu cách thực hiện điều này trong ngôn ngữ lập trình C.
Bài tập tìm phần tử lớn thứ k trong mảng với thuật toán Quickselect trong C
Cách giải quyết:
Thuật toán Quickselect hoạt động bằng cách chọn một phần tử ngẫu nhiên từ mảng và chia mảng thành hai phần: một phần lớn hơn hoặc bằng phần tử được chọn (gọi là phần chính) và một phần nhỏ hơn phần tử được chọn (gọi là phần phụ). Sau đó, mình sẽ kiểm tra vị trí của phần tử được chọn. Nếu vị trí đó bằng k, mình đã tìm thấy phần tử lớn thứ k. Nếu vị trí đó nhỏ hơn k, mình sẽ tìm phần tử lớn thứ k trong phần chính. Nếu vị trí đó lớn hơn k, mình sẽ tìm phần tử lớn thứ k trong phần phụ.
Dưới đây là một ví dụ về cách cài đặt tìm phần tử lớn thứ k trong mảng bằng thuật toán Quickselect trong ngôn ngữ lập trình C:
Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]
#include <stdio.h> void swap(int* a, int* b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; } int partition(int arr[], int low, int high) { int pivot = arr[high]; int i = low - 1; for (int j = low; j <= high - 1; j++) { if (arr[j] < pivot) { i++; swap(&arr[i], &arr[j]); } } swap(&arr[i + 1], &arr[high]); return (i + 1); } int quickSelect(int arr[], int low, int high, int k) { if (low < high) { int pi = partition(arr, low, high); if (pi == k) return arr[pi]; else if (pi < k) return quickSelect(arr, pi + 1, high, k); else return quickSelect(arr, low, pi - 1, k); } return arr[low]; } int main() { int n, k; printf("Nhập số phần tử của mảng từ màn hình freetuts.net: "); scanf("%d", &n); int arr[n]; printf("Nhập các phần tử của mảng từ màn hình freetuts.net:\n"); for (int i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", &arr[i]); } printf("Nhập số k (phần tử lớn thứ k muốn tìm): "); scanf("%d", &k); int kth_largest = quickSelect(arr, 0, n - 1, n - k); printf("Phần tử lớn thứ %d trong mảng là %d.\n", k, kth_largest); return 0; }
Giải thích code:
- Trong hàm
partition()
mình chọn một phần tử làm pivot và chia mảng thành hai phần: một phần lớn hơn hoặc bằng pivot và một phần nhỏ hơn pivot. - Trong hàm
quickSelect()
, mình sử dụngpartition()
để tìm vị trí của pivot trong mảng và so sánh nó với k. Nếu vị trí đó bằng k, mình đã tìm thấy phần tử lớn thứ k. Nếu vị trí đó nhỏ hơn k, chúng ta tiếp tục tìm kiếm trong phần lớn hơn pivot. Nếu vị trí đó lớn hơn k, mình tiếp tục tìm kiếm trong phần nhỏ hơn pivot. - Trong hàm
main()
,mình nhập số phần tử của mảng, các phần tử của mảng và số k từ người dùng. Sau đó, mình gọi hàmquickSelect()
để tìm phần tử lớn thứ k trong mảng và in ra kết quả.
Kết bài:
Giả sử bạn nhập số phần tử của mảng là 6 và các phần tử của mảng là 4 2 7 1 5 3, và số k là 3. Chương trình sẽ xuất ra:
Trong bài viết này, mình đã tìm hiểu cách tìm phần tử lớn thứ k trong một mảng bằng cách sử dụng thuật toán Quickselect trong ngôn ngữ lập trình C. Điều này là một trong những kỹ thuật quan trọng trong việc xử lý mảng và tìm kiếm trong lập trình.