python - 给定一个2n长的数组将奇数放在偶数前面
PHPz
PHPz 2017-04-17 17:58:17
[Python讨论组]

给定一个2n长数组,其中n个奇数和n个偶数,对数组进行排序将奇数放在前半部分,偶数放在后半部分。要求:

  1. 不改变原来的奇偶各自的相对顺序

  2. 只申请常数的空间

  3. 时间复杂度为O(n)

举例:给出1 2 3 4 5 6
排序后为 1 3 5 2 4 6

PS:请一定仔细阅读3个条件,去掉其中任意一个都变得简单,并且网上我搜到的答案都是缺少其中某个条件的。因此我怀疑这题是否有解。


看了大家的回答,基本可以分为2种情况:

  1. 用链表可以轻易解决这道题,当然如果把数组转成链表因为需要申请2n长度的next数组,所以认为还是申请额外空间了

  2. 只管输出,如果只要求输出结果那遍历2遍就行了,但这样题目变得太过简单

因为这是一道面试题,我想可以从上面2方面和面试官沟通,我只是凭记忆写下这题,其中也许有自己的一些思维定势(比如没有强调一定是数组,或者没有强调必须要求数组排序只要求输出)。看了大家的讨论还是很有启发的。


找到了国外的链接,看了一圈讨论大部分认为没有O(n)时间O(1)空间的解法
https://www.careercup.com/question?id=5201559730257920


另外说下我自己对这题的一个思考,可以观察到,假如一个数组是符合最终条件的,那么发现当且仅当只交换相邻的两个奇偶数是不会破坏相对顺序的,那么只需给出一个策略找出从最终状态转到题目起始状态的就行了。
另外,不要纠结于奇偶分别的大小问题,比如4 5 3 1 2 6和2 1 3 5 4 6是等价的,只是一个简单的替换,只要将奇数按1 3 5……这样的顺序,偶数按2 4 6……这样的顺序排好就行了。

PHPz
PHPz

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全部回复(13)
巴扎黑

在你的3个条件限制下,数组不行,链表可以。

伊谢尔伦

用链表还是很容易的吧,只是改变指针就可以了,遍历一次搞定,遇到偶数插入队尾(只改指针不申请内存),奇数就不管它,但如果还要对奇偶数各自排序基本不会有O(n)的算法

L = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
index = 0
for _ in range(len(L)):
    if L[index] % 2 == 1:
        index += 1
    else:
        L.append(L.pop(index))
print(L)
#include <iostream>
#include <list> 

using namespace std;

int main() {
    list<int> L;
    int n = 3; 
    // 初始化链表
    for(int i = 1; i <= n * 2; i++)
        L.push_back(i);
    // 划分奇偶数
    for(list<int>::iterator it = L.begin(); 0 < n; ++it){
        if(*it % 2 == 0){  // 如果是偶数
            L.push_back(*it); // 插入尾节点 O(1)
            L.erase(it); // 删除节点 O(1)
            n -= 1;
        }      
    }
    // 打印链表
    for(list<int>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); ++it)
        cout << *it << ' ';
    cout << endl;
        
    return 0;
}

已经很多人说了, 用链表是很容易实现的,但是用数组却不行(保持稳定性,时间O(n),空间O(1)),如果谁可以,show your code,让我们膜拜你。

初看无解的问题,貌似也有解决的办法的,待我整理一下。

def Foo(L):
    # L = [0, 2, 4, 1, 3, 5]
    length = len(L)
    sk = max(*L, length) + 1# secret key
    # 32位的话最多是支持4万多的数据量,且最大值也不超过46340
    assert sk < 46340, 'sk must be less than 46340' 
    li = 0                  # left index
    ri = length - 1         # right index
    uli = li                # unsorted left index
    uri = ri                # unsorted right index
    lli = length // 2 - 1   # left last index
    rfi = lli + 1           # right first index
    # 第一个循环先区别就位和未能就位的元素,同时将index信息加密到未能就位的元素数据中
    # 这里用的加密文法是number = -(num + sk * indnx),将其变成一个负值
    # 解密可以用index, num = pmod(abs(number), sk)来解密
    while li <= ri:
        # 左边扫描到奇数
        if L[li] % 2 == 1:
            L[li], L[uli] = L[uli], L[li]
            li += 1
            uli += 1
        # 右边扫描到偶数
        elif L[ri] % 2 == 0:
            L[ri], L[uri] = L[uri], L[ri]
            ri -= 1
            uri -= 1
        # 当左为偶,且右为奇
        else:
            L[li], L[ri] = L[ri], L[li]
            L[li] = -(L[li] + sk * lli) # 加密乱序的元素
            lli -= 1
            L[ri] = -(L[ri] + sk * rfi) # 加密乱序的元素
            rfi += 1
            li += 1
            ri -= 1
    print(L) # 加密后 [-39, -20, -1, -89, -70, -51]
    # 解密
    for i in range(uli, uri):
        if L[i] < 0:
            index, number = pmod(abs(L[i]), sk)
            next_num = L[index]
            while next_num < 0:                
                L[index] = number
                index, number = pmod(abs(next_num), sk)
                next_num = L[index]
    print(L) # 解密 [1, 3, 5, 0, 2, 4]
    return L

最好不要用大于length数字来测试,如果数据不大的话,应该没问题的,否则就要考虑溢出的问题了。

黄舟

我是這樣想拉,不知道你覺得怎麼樣:

就從數組的頭開始走,碰到奇數不動,碰到偶數就把它放到數組的最後,直到搬動了 n 個偶數為止。

1. 奇數偶數各自順序不變
2. 只需要一個整數記目前搬動幾個了
3. 就最差 2n 步(偶數都在後面的情況)

P.S. 為什麼給負分呢? 如果覺得答案有任何不妥的地方,可以先評論、討論之後再給別人負分,我不覺得有必要踩在這裡認真討論的人,對於負分充滿著疑惑...

巴扎黑

我觉得是不可能的,其实归根结底,这是一个排序问题。
我们假设使用快排(当然不满足稳定性问题,这里只是随便说,想要稳定性可以用二叉树来排序),那么只要把比较条件设为奇数比偶数大就可以了。
但是很明显排序问题只有在某些特殊情况下才能O(n)。
所以我觉得不可能。

大家讲道理

作为一般的排序问题来看,会让人觉得不可能,但是这个题目虽然3个条件很苛刻。
也有一些有利条件可以利用,重要的2点就是:

  1. 奇数和偶数一样多,所有数组长度就是 n + n

  2. 奇数和偶数保持原有顺序,不需要按大小进行排序

我用golang实现如下:

package main

import "fmt"

func main() {
    var n = 4
    // var intArr = []int{12, 2, 4, 6, 5, 1, 7, 3}
    // var intArr = []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
    var intArr = []int{1, 2, 4, 6, 8, 3, 5, 7}
    var odd = 0
    var even = 2*n - 1

    for i := 0; i < len(intArr); i++ {
        if i > even {
            break
        }

        // fmt.Printf("before: %v\n", intArr)
        if intArr[i]%2 == 0 { // even number
            intArr[even], intArr[i] = intArr[i], intArr[even]
            even--
        } else { // odd number
            intArr[odd], intArr[i] = intArr[i], intArr[odd]
            odd++
        }
        // fmt.Printf("after : %v\n", intArr)
    }

    // print result
    for i := 0; i < odd; i++ {
        fmt.Println(intArr[i])
    }
    for i := even; i > odd-1; i-- {
        if intArr[i]%2 != 0 {
            fmt.Println(intArr[i])
        }
    }
    for i := 2*n - 1; i > even; i-- {
        fmt.Println(intArr[i])
    }
    for i := odd; i < even+1; i++ {
        if intArr[i]%2 == 0 {
            fmt.Println(intArr[i])
        }
    }
}
大家讲道理

看了一下题目,简单的想了一下,思路如下:

如果是给出的数组,则没有办法能保持相对顺序不变。 下面代码只能满足条件2和3:

for (i=0, j= 2n-1; i<n, j>n; ){
    if((n[i] % 2 == 1) && (n[j] % 2==0)){
        i++;
        j--;
    }
    
    if((n[i] % 2 == 0) && (n[j] % 2)==1){
           swap(n[i],n[j]);
           i++;
           j--;
    }
    
    if((n[i] %2 == 0) && (n[j] %2 == 0)){
        j--;
    }
    
    if((n[i] %2 == 1) && (n[j] %2 == 1)){
        i++;
    }
}

就是分别从最开始和最后面进行检查,四种情况,分别判断一下。

如果给出的是链表,上述的3个条件很容易满足。

另:莫名其妙的被踩。。。

巴扎黑

很简单的
用计数排序
假定你的数字范围在0到65535范围之内,定义一个数组count[65536](这个空间是常量,和n无关,所以是O(1) ),初值全部为0。
那么假设有下面这些数字:
100
200
300
119
0
6
...
那么对于每个这个数字,都做在count中记录一下:
100 => count[100]++
200 => count[200]++
300 => count[300]++
119 => count[119]++
0 => count[0]++
6 => count[6]++
...
也就是说:
首先,遍历一遍所有这些数字就可得到0~65535每个数字的个数(在count数组中)
然后,再顺序遍历count数组,count[n] = m,则输出m个n,(比如说有count[3] = 2, 那么说明有2个数字3),依次输出,最后可得结果。
在输出时:
先输出奇数count[1],count[3]...
再输出偶数count[0],count[2]...
复杂度分析:
第一次遍历是O(n),第二次遍历是O(1),为常量,所以最后的时间复杂度为O(n),而空间复杂度为O(1)

PS:这个算法很简单,相信大家都会,只是这个题太过于变态了,一般会把面试者吓住

PHP中文网

O=orgin list

N=[None]*2n
for i in O:

odd=0
even=n
if int(i/2)==i/2:
    N[even]=i
    even+=1
else:
    N[odd]=i
    odd+=1

主要就是空间问题,不占用一个2n的空间应该是不能实现的,因为情况复杂,没法确定常数空间就够用!

PHP中文网
var l = [1, 2, 4, 6, 3, 5]
var i=0, item, last = l[l.length-1], count=0;
while(i<l.length){
  count++;
  item = l[i];
  if(item == last){
    break;
  }
  if(item % 2 == 0){
    l.splice(i, 1);
    l.push(item);
  }else{
    i++;
  }
}
console.log(count); //循环执行了多少次
console.log(l); //最后结果

js实现应该是这样的,偶数时释放一个,然后追加到末尾,当处理到初始数组最后一个时停止。 参考了前面moling3650的代码。。

黄舟

刚我赞了@白汀 马上有人踩
可能有人觉得申请了n-1个空间,空间复杂度不是常量。
我用php来输出来验证下,事实上增加的内存是常量,php5.4测试增加内存量为:160

<?php
$arr = range(1,20);  //生成1-20组成的数组
$n = count($arr); //统计数组个数
$old = memory_get_usage(); //统计页面占用内存

/* 开始处理数组 */
for($i=0;$i<$n;$i++){
    if($arr[$i]%2==0){
        $arr[] = $arr[$i];
        unset($arr[$i]);
    }
}
/* 处理结束 */

echo memory_get_usage()-$old; //输出当前占用内存减去原来内存,修改前面数组个数range(1,20),range(1,20000)等,这里输出值固定为:160

var_dump($arr); //输出数组,数组下标到了3n-1,可能会觉得申请了n-1的空间
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