此间大牛多，请教算法高手一个问题

雷达

其实是个概率问题。
" z5 z0 g3 f2 D' V/ _, a1 A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 。
问题就是这个人的表述
https://math.stackexchange.com/q ... orithm-running-time
" y& R( L. g( a/ k+ n/ @
' U% l* O. [5 q8 o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)
8 I  g" y) p4 u: O# |
" 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".
6 T" T3 X! h( O- W% j+ M, \
; E0 z; ~& v3 _3 z8 C5 c% V* K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。

# W4 O2 S/ B9 g/ ^  W9 _老了，脑子水掉了，希望有高手解释清楚一点。多谢。

数值分析

5 ]4 B' V# n5 [0 F) `/ r3 B# u5 P4 u
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：

3 w; K8 j" i1 h6 e2 l7 c: dE(k|n)=1*(k/n)+(1+E(k|n-1))*((n-k)/n)=1+((n-k)/n)*E(k|n-1)
! P* U: \' q$ w5 @: p0 h" [" Z
, c9 l. a/ l! M* e& m% ?/ ]# R5 n+ v7 M2 j然后从头开始：
) ~4 }  b/ ^* B4 \& B/ b& DE(k|k)=1
5 f5 f. U2 H) k3 e- CE(k|k+1)=1+((1)/(k+1))*E(k|k)=1+(1/(k+1))=(k+2)/(k+1)
5 W; F9 X) z8 u& ~+ F5 q2 pE(k|k+2)=1+(2/(k+2))*E(k|k+1)=1+(2/(k+2))*(k+2)/(k+1)=(k+3)/(k+1)
; l* q" S! k; n" I; d* I2 [Finally, we can easily get E(k|n)=(n+1)/(k+1)
+ T: J" B6 N/ z" ^* D9 K9 _
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
+ o' M. T8 ]' t6 j+ [& q: J您对答案的理解似乎有误。
8 b  q9 h% C1 }1 K( a# p$ I9 d, R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 ...

2 }3 K# \$ `  t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
* q9 _: W. Q: J) F1 s这个题目可以用递归的方法解决：
4 q" c3 \7 ]$ l
3 K, y$ }1 `  q4 KE(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
递归法也是可以的。

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

7 F( h! S0 n" z+ b/ _& A

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/（ ...

! \$ M2 }5 `4 h) x
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。
4 K6 l/ }) a7 z, y/ b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。

" W( e/ d: S. t8 n4 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。
' J) u( Q; Y: F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}.
3 b  E* \1 h: Q
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.

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).
& A4 a+ h7 i# o) _3 p
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).
+ T9 @% p6 M& W: v) Q
" ^! |2 R: w* B* C7 u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。