此间大牛多，请教算法高手一个问题

雷达

2 i' J. h9 G# i+ \. x0 ]0 P其实是个概率问题。
那本CLRS算法导论中，第 5-2 练习题。
在 n 长的数列中有 k 个相同的 x 值，用顺序算法搜第一个 x 。
% j$ ?& |4 T6 h, i2 v3 [! v. e问题就是这个人的表述
4 O' y2 F& m2 i" jhttps://math.stackexchange.com/q ... orithm-running-time
% c3 K; X. G3 e7 [
& Z6 @% n  G, ^* K' n: N2 t: P0 U7 J按照答案，从头开始，之前没有出现过 x 的前提下，每一个元素是  x 的概率是 1/k; 不是  x 的概率是 1/(k+1)
0 R; P, Y9 A$ {0 S
" If i is an index such that A≠x then P(Xi)=1/(k+1) since we examine it only if it occurs before every one of the k indices that contains x".

# X$ ]  W& ^; Z) A& x5 f没看懂，这个   P(Xi)=1/(k+1) 怎么来的？ 按直觉，这个概率应该和 n 有关，假设 n = 10000, k = 5 的情况 和 n = 10, k = 5 的情况比较，概率应该不一样才对吧。
2 r, [. a6 r+ I3 n( `+ n% ~( c6 b
老了，脑子水掉了，希望有高手解释清楚一点。多谢。

数值分析

+ d7 h7 O" }: y! Z% G0 H
您对答案的理解似乎有误。
随机变量X是测试过的元素的数目
而随机变量Xi是另一组随机变量，每一个都是个indicator，取值是0或者1，含义为第i个元素是否被测试过，而不是该元素是否等于欲查找的值。
所以才有E(x)=sum(E(Xi))。
而如果 A[ i ]!= x，那么k个x值元素将整个数组分为了k+1个区间，而我们检查了这个元素，所以这个元素必须位于第一个区间，所以概率是1/(k+1)
您再想想？

老福

这个题目可以用递归的方法解决：

4 B# ]0 u" t0 q7 D2 M/ x( qE(k|n)=1*(k/n)+(1+E(k|n-1))*((n-k)/n)=1+((n-k)/n)*E(k|n-1)
) ]# Z: Y  \4 d2 K$ \
- L! F% n. h$ D! \: {然后从头开始：
! q  t8 \8 W( |0 ^! ]/ I- O0 S* K) `E(k|k)=1
E(k|k+1)=1+((1)/(k+1))*E(k|k)=1+(1/(k+1))=(k+2)/(k+1)
+ a- D) q/ O9 ME(k|k+2)=1+(2/(k+2))*E(k|k+1)=1+(2/(k+2))*(k+2)/(k+1)=(k+3)/(k+1)
Finally, we can easily get E(k|n)=(n+1)/(k+1)

' H. u8 ^3 t3 F8 j4 V* o原文的解法有点绕，还没想明白。

雷达

数值分析 发表于 2022-3-26 10:32
您对答案的理解似乎有误。
: o: w" D  G; r1 h( R& l随机变量X是测试过的元素的数目
0 _& n$ ~6 ?6 s而随机变量Xi是另一组随机变量，每一个都是个ind ...

明白了。
是指的某非x元素在所有x之前的概率，实际上有 k+1 种可能的位置关系，所以在所有x之前就是 1/(k+1)
6 N2 F0 C: i+ d# r  q2 ?多谢

雷达

老福 发表于 2022-3-26 10:44
* a. w* y, t" Y1 Y1 ~6 r这个题目可以用递归的方法解决：

E(k|n)=1*(k/n)+(1+E(k|n-1))*((n-k)/n)=1+((n-k)/n)*E(k|n-1)

1 M9 M+ u: a+ M% Y4 g$ ]递归法也是可以的。

老福

雷达 发表于 2022-3-26 11:07
& L" o# J! E) `( r" Q递归法也是可以的。

' i1 z/ l' C; t: k" l其实原文的解释似是而非，试想i=1的情形，对于概率P(X1=1), 无论A1是不是x, 这个概率应该是1, 而不是1/（k+1）。

数值分析

/ j- b2 e' q( y

老福 发表于 2022-3-26 12:01
3 @- {8 g8 N0 y( t其实原文的解释似是而非，试想i=1的情形，对于概率P(X1=1), 无论A1是不是x, 这个概率应该是1, 而不是1/（ ...

  g  u: R* _3 J8 Y2 Y, A1 {" r- ~+ c我觉得这个答案的作者其实是吧下标i作为元素的编号，而不是位置。
! h6 Z& T) c' [3 c( I1 `. r) V否则没法按元素是否等于x来分类，因为某一个位置是否等于x本身就是个随机事件。
) ~! T8 |/ E5 o' C  t, x  w' @6 x
而这个答案的作者其实是把每一个元素编了号，然后再考虑这个元素在数组中的位置的。故此对应于某一个元素，其是否等于x是个确定的事件，所以元素可以分为两类讨论，等于x的和不等于x的。
; G0 P- C2 `8 j; b/ ~) z8 ]6 h所以A[ i ]这个写法有点误导，这里这个A并不是要做搜索的那个数组，而是所有元素的列表。

老福

一开始我一直顺着原文的叙述试图理解概率为何为1/(k+1), 很困惑。谢谢数值分析坛友的提醒，终于想明白了。下面试着用同一思路但不同的语言叙述一下，作为总结。

Let S be the set of the n elements in which there are k and only k elements that have value x. For each element w, let I be the indicator if w is examined or not, that is, I(w) = 1 if w is examined and 0 if w is not examined. X, the number of elements being examined, will be the sum of I(w) for all w in S. Accordingly, E[X] will be the sum of E[I(w)]=P{I(w)=1}.
% W* g# U# `( V" w8 N% M
For w that has a value x, the chance of w being examined is the chance that w is at the first position of a permutation of k x-valued elements. Therefore it's 1/k.

  o: D- [" s/ P4 IFor w that has a value not being x, the chance of x being examined is the chance that w is at the first position of a permutation of all k x-valued elements plus w. Therefore it's 1/(k+1).
% H# a! X1 w) d
There are k elements that have value x and n-k elements that are not equal to x, so the sum of all these probabilities will be k*(1/k) + (n-k)*(1/(k+1)) = (n+1)/(k+1).

理解上述解法的一个关键点是对于所有不等于x的element，它能不能有机会被查验取决于而且只取决于它与k个值为x的elements的相对位置。