此间大牛多，请教算法高手一个问题

雷达

2 Y9 r* L  s8 \9 A7 }2 O* ]
其实是个概率问题。
* i' k) G" J9 v9 a, l5 a那本CLRS算法导论中，第 5-2 练习题。
9 r/ a2 n* H; ?0 K$ E/ T: d% E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 。
. P$ S" H# J" R$ Z5 Y问题就是这个人的表述
$ ~+ K" n! g0 m! Shttps://math.stackexchange.com/q ... orithm-running-time

: B* B  U3 q1 ~. {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)
6 _! z; S, y& Z6 p& C  f
8 z* y& c& `! w  J" 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".
* t" @, w; q; S# D
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。
4 f" g4 B1 |' Z: X
老了，脑子水掉了，希望有高手解释清楚一点。多谢。

数值分析

. T1 k6 j0 K  i$ H5 W
您对答案的理解似乎有误。
" f+ f' ^8 w: b% r随机变量X是测试过的元素的数目
  K* T% j# K0 }/ X8 }5 G. J0 p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。
( n, e2 `1 ^5 p+ j! {4 W# o, Z所以才有E(x)=sum(E(Xi))。
* |8 r& {3 y5 \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)
% I9 T: Q& G# i+ W; X4 n您再想想？

老福

这个题目可以用递归的方法解决：
) _+ A4 o. g' y3 y
E(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：
3 q! U  K: S$ }  K% qE(k|k)=1
E(k|k+1)=1+((1)/(k+1))*E(k|k)=1+(1/(k+1))=(k+2)/(k+1)
E(k|k+2)=1+(2/(k+2))*E(k|k+1)=1+(2/(k+2))*(k+2)/(k+1)=(k+3)/(k+1)
# i, z, j. j1 sFinally, we can easily get E(k|n)=(n+1)/(k+1)
% W+ B3 ~9 J  f( Z
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。
; I$ R! C( C% f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 ...

( \. G& C2 ^9 ]. J2 R. k- M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)
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：

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

1 z* k. Y3 l$ @3 j% f! K
递归法也是可以的。

老福

雷达 发表于 2022-3-26 11:07
2 \, Y4 C, ^, b% i4 o4 J' n递归法也是可以的。

) B; Y8 L( U# i; I, m* H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
" X( q$ T; ^$ r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/（ ...

9 Z3 K' ^8 [) W  V8 j$ C
: n8 t4 Z/ E6 F0 R0 J2 b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。

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。
& K" y& J7 w0 U& k' r& J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。
+ N& ~- S9 d8 O  h4 B
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}.

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.

! g9 P) t8 F& z0 ?  f7 ^9 AFor 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).

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).
" Q* ?$ j% X+ f
! g$ N) F7 @; C1 U. Q) {2 g1 _- {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。