此间大牛多，请教算法高手一个问题

雷达

2 d/ t. E/ G, F6 |
* @! J3 ~3 \$ Y/ J6 f3 d5 B其实是个概率问题。
那本CLRS算法导论中，第 5-2 练习题。
' J7 x' G5 m9 y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 。
6 `4 O" N, J5 r问题就是这个人的表述
0 l& z4 Y' C) o" o1 }https://math.stackexchange.com/q ... orithm-running-time
1 G/ a; K6 m, Z
7 W. r$ D$ M- d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)
. [# U: [0 J, {  l
' d4 J- b% w1 Y5 H2 D7 O$ H" 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".

, s. F, V+ t: ]9 [  x0 e* U. {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。

' g  n. {0 i. U1 @0 S# J老了，脑子水掉了，希望有高手解释清楚一点。多谢。

数值分析

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。
) |( D& ~: f- _9 H- A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：

: Z' B2 f" _* w8 K# {+ T4 yE(k|n)=1*(k/n)+(1+E(k|n-1))*((n-k)/n)=1+((n-k)/n)*E(k|n-1)

然后从头开始：
, A" y) x4 O( _: h- u) yE(k|k)=1
# Y, t$ h& Y/ y7 fE(k|k+1)=1+((1)/(k+1))*E(k|k)=1+(1/(k+1))=(k+2)/(k+1)
8 Z% @3 b, e+ V5 {, N$ a4 F9 Z* OE(k|k+2)=1+(2/(k+2))*E(k|k+1)=1+(2/(k+2))*(k+2)/(k+1)=(k+3)/(k+1)
5 H4 U$ O2 i# G* L! nFinally, we can easily get E(k|n)=(n+1)/(k+1)
0 u3 b- [, }+ f' l/ b1 ?
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
* u, j+ r0 N! d, r6 ~8 o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ind ...

明白了。
* K" e5 [& ]' W% q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)
+ V9 ^- S$ o6 M' l* w8 B多谢

雷达

老福 发表于 2022-3-26 10:44
这个题目可以用递归的方法解决：
9 a: l6 G$ s9 |
: R/ D. |# f) V2 _9 u1 y% f* T* }E(k|n)=1*(k/n)+(1+E(k|n-1))*((n-k)/n)=1+((n-k)/n)*E(k|n-1)

递归法也是可以的。

老福

雷达 发表于 2022-3-26 11:07
5 k$ s. t1 Q7 x) O1 \递归法也是可以的。

8 B5 ]9 N" @- }, L5 I* m6 ]! U8 ?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

老福 发表于 2022-3-26 12:01
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/（ ...

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。
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。

( s* c* ^0 ~6 F9 b6 V4 @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。
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。
+ y. O8 s0 w: h7 C) n! {# m
' |6 V3 \, t1 K7 d: ELet 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}.
& V6 \0 {/ d6 Y
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.
+ a3 n, q1 g# i% O+ X4 ^
( ]) {0 U; a& T, m' `+ b4 w( ]For 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).
7 \! L5 [. P7 h; a  T* [3 U$ |
4 u( g  Q7 w, T  W6 v, xThere 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。