文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (81)-- 算法导论7.4 6题

2023-08-26 03:41:37 来源: 哔哩哔哩

六、如果用go语言,考虑对 PARTITION 过程做这样的修改:从数组 A 中随机选出三个元素,并用这三个元素的中位数(即这三个元素按大小排在中间的值)对数组进行划分。求以a 的函数形式表示的、最坏划分比例为 a:(1-a)的近似概率,其中 0<a<1。

文心一言:

首先,我们需要实现一个函数来找到数组的中位数。然后,我们需要实现一个函数来根据中位数对数组进行划分。最后,我们需要计算划分比例的概率。

以下是Go语言实现的代码:

package main    import (   "fmt"   "math/rand"   "sort"   "time"  )    // findMedian 找到中位数  func findMedian(arr []int) int {   (arr)   mid := len(arr) / 2   if len(arr)%2 == 0 {   return (arr[mid-1] + arr[mid]) / 2 // 偶数长度,取中间两个数的平均值   }   return arr[mid] // 奇数长度,直接取中间数  }    // partitionArray 根据中位数对数组进行划分  func partitionArray(arr []int, pivot int) ([]int, []int) {   var less, greater []int   for i := range arr {   if arr[i] < pivot {   less = append(less, arr[i])   } else if arr[i] > pivot {   greater = append(greater, arr[i])   }   }   return less, greater  }    // approximateProbability 计算以a的函数形式表示的、最坏划分比例为 a:(1-a)的近似概率  func approximateProbability(a float64, arr []int) float64 {   (().UnixNano()) // 设置随机种子,保证每次运行结果都不同   pivotIndex := (len(arr)) // 随机选择一个元素作为中位数   arrPivot := arr[pivotIndex] // 中位数值   less, greater := partitionArray(arr, arrPivot) // 根据中位数对数组进行划分   if len(less) < len(greater) { // 保证划分比例是最坏的 a:(1-a)   less, greater = greater, less   }   return float64(len(less)) / float64(len(arr)) // 返回划分比例的概率  }    func main() {   arr := []int{1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8} // 假设这是输入的数组   a :=  // 假设这是要求的 a 值   ("Approximate probability: %.2f\n", approximateProbability(a, arr))  }


(资料图片)

这个程序首先会随机选择一个元素作为中位数,然后根据中位数对数组进行划分。最后,它会计算出划分比例的概率,这个概率是以 a 的函数形式表示的,最坏划分比例为 a:(1-a)。

讯飞星火:

首先,我们需要明确这个问题的背景。这是一个经典的计算机科学问题,被称为 "Median of Medians" 算法。这个算法用于在未排序的数组中找出第 k 小的元素。

在这个问题中,我们需要找到最坏情况下的划分比例,即 a:(1-a)。这里的 a 是随机选择的元素数量占数组总长度的比例。

我们可以使用 Go 语言来实现这个算法。首先,我们需要一个函数来找到数组中的第 k 小的元素。然后,我们可以使用这个函数来计算最坏情况下的划分比例。

以下是 Go 语言的实现:

package mainimport (    "fmt"    "math/rand"    "sort"    "time")func findKthSmallest(nums []int, k int) int {    quickSelect := func(l, r int, index int) int {        if l == r {            return nums[l]        }        pivotIndex := partition(l, r)        if index == pivotIndex {            return nums[pivotIndex]        } else if index < pivotIndex {            return quickSelect(l, pivotIndex - 1, index)        } else {            return quickSelect(pivotIndex + 1, r, index)        }    }    return quickSelect(0, len(nums)-1, k-1)}func partition(l, r int) int {    pivotIndex := (r-l+1) + l    nums[pivotIndex], nums[r] = nums[r], nums[pivotIndex]    pivot := nums[r]    i := l    for j := l; j < r; j++ {        if nums[j] <= pivot {            nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]            i++        }    }    nums[i], nums[r] = nums[r], nums[i]    return i}func worstCasePartitionRatio(A []int, a float64) float64 {    n := len(A)    k := int(n * a)    if k > n {        k = n    }    median := findKthSmallest(A, k)    left := A[:k]    right := A[k:]    return median*float64(n-k)/float64(n)}func main() {    (().UnixNano())    A := make([]int, 10000)    for i := range A {        A[i] = (10000)    }    (worstCasePartitionRatio(A, ))}

这段代码首先定义了一个 findKthSmallest函数,用于找到数组中的第 k 小的元素。然后,定义了一个 partition函数,用于对数组进行划分。最后,定义了一个 worstCasePartitionRatio函数,用于计算最坏情况下的划分比例。

在 main函数中,我们生成了一个包含 10000 个元素的随机数组,并调用 worstCasePartitionRatio函数来计算最坏情况下的划分比例。

360智脑:

假设数组 A 的元素个数为 n,则最坏划分比例为 a:(1-a) 的近似概率可以表示为:

P(a) = 1 / (n * (n - 1))

其中,n 代表数组 A 的元素个数。

接下来,我们考虑具体的修改。从数组 A 中随机选出三个元素后,我们可以按照以下步骤对数组进行划分:

1. 计算这三个元素的中位数;

2. 将数组按照中位数的大小分成两部分,其中第一部分包含所有小于等于中位数的元素,第二部分包含所有大于中位数的元素;

3. 对两部分分别递归执行上述步骤,直到每个部分只包含一个元素。

对于每个部分,最坏情况下,其划分比例为 1:(1-a):a,即 1:(1-a):a。因此,最坏划分比例为 a:(1-a) 的近似概率可以表示为:

P(a) = 1 / (n * (n - 1))

其中,n 代表数组 A 的元素个数。

在 go 语言中,我们可以通过以下代码实现上述修改:

package main  import (     "fmt"     "math/rand"     "sort" )  type element struct {     name string }  var A []element var p float64  func main() {     (().UnixNano())     n := len(A)     ("Number of elements:", n)     ("Probability of bad partition:", p)      for i := 0; i < n; i++ {         x := (n)         j := (i+1)         k := (j+1)         A[i], A[j], A[k] = A[i], A[j], A[k]         if () < float64((2, (float64(A[i].name)*+))) / (2, (float64(i)*+))) {             (i, "Element:", A[i])         }     } } 

在代码

chatglm:

为了实现这个功能,我们可以首先从数组 A 中随机选择三个元素,然后计算这三个元素的中位数。接下来,我们将使用这个中位数来划分数组。最后,我们将计算以 a 的函数形式表示的、最坏划分比例为 a:(1-a) 的近似概率。

以下是一个简单的实现:

package mainimport (      "fmt"      "math/rand"      "time"  )func main() {      (().UnixNano())    a :=       n := 1000000      count := 0    for i := 0; i < n; i++ {          partitions := partition([]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}, a)          if partitions == a {              count++          }      }    probability := float64(count) / float64(n)      ("近似概率为:%.6f\n", probability)  }func partition(arr []int, a float64) float64 {      (len(arr), func(i, j int) { arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i] })    median := findMedian(arr)    if len(arr)%2 == 0 {          return (arr[len(arr)/2-1]+arr[len(arr)/2]) / 2      } else {          return arr[len(arr)/2]      }  }func findMedian(arr []int) float64 {      (arr)      if len(arr)%2 == 0 {          return (arr[len(arr)/2-1]+arr[len(arr)/2]) / 2      } else {          return arr[len(arr)/2]      }  }

这个程序首先初始化随机数生成器,然后进行大量的模拟。对于每次模拟,它首先随机选择三个元素,然后计算这三个元素的中位数。接下来,它使用这个中位数来划分数组。最后,它将计算以 a 的函数形式表示的、最坏划分比例为 a:(1-a) 的近似概率。

你可以通过调整 a 的值和模拟次数来获得更精确的结果。

通义千问:

首先,我们需要将数组 A 划分为两个部分,使得左边部分的元素都小于等于中位数,右边部分的元素都大于中位数。这可以通过将数组 A 从中间位置分成两个部分来实现。

对于左边部分,我们需要计算其元素个数,记为 n1。由于我们从数组 A 中随机选出三个元素,因此左边部分的元素个数最大为 n1 = n - 3。同时,由于左边部分的元素都小于等于中位数,因此中位数一定位于左边部分的最后一个元素之后,即第 n1+1 个元素。因此,我们可以通过随机选择三个元素的中位数来对左边部分进行划分。

对于右边部分,我们需要计算其元素个数,记为 n2。由于我们从数组 A 中随机选出三个元素,因此右边部分的元素个数最小为 n2 = n - 3。同时,由于右边部分的元素都大于中位数,因此中位数一定位于右边部分的第一个元素之前,即第 1 个元素。因此,我们可以通过随机选择三个元素的中位数来对右边部分进行划分。

接下来,我们需要计算以 a 的函数形式表示的、最坏划分比例为 a:(1-a)的近似概率。由于我们随机选择三个元素的中位数来进行划分,因此最坏情况下,左边部分的元素个数为 n1 = n - 3,右边部分的元素个数为 n2 = 3。此时,划分比例为 a:(1-a)。

为了计算这个概率,我们需要计算左边部分的元素个数 n1 的概率,记为 P(n1)。由于我们随机选择三个元素的中位数,因此 n1 的概率为 C(n,3)/C(n-3,3),其中 C(n,k) 表示从 n 个元素中选择 k 个元素的组合数。因此,P(n1) = C(n,3)/C(n-3,3)。

同时,我们还需要计算右边部分的元素个数 n2 的概率,记为 P(n2)。由于我们随机选择三个元素的中位数,因此 n2 的概率为 C(n-3,3)/C(n,3),因为左边部分的元素个数最大为 n1 = n - 3,因此右边部分的元素个数最小为 n2 = 3。因此,P(n2) = C(n-3,3)/C(n,3)。

最后,我们可以通过将 P(n1) 和 P(n2) 相乘,得到最坏划分比例为 a:(1-a) 的概率,即 P(a:(1-a)) = P(n1) * P(n2) = C(n,3)/C(n-3,3) * C(n-3,3)/C(n,3) = (n-3)!

由于我们需要计算 a 的函数形式表示的、最坏划分比例为 a:(1-a) 的近似概率,因此我们可以将 P(a:(1-a)) 表示为 a 的函数,即 P(a) = (n-3)! * a * (1-a)^(n-3)。这就是所需的函数表示形式。

天工:

以下是使用Go语言实现对PARTITION过程的修改,并计算近似概率的代码:

package mainimport (    "fmt"    "math")func partition(A []int) []int {    n := len(A)    if n == 0 {        return nil    }    // 随机选取三个元素    var pivot int    for i := 0; i < n-1; i++ {        j := (n-i)        pivot = A[i] + A[j]        A[i], A[j] = A[j], A[i]    }    A[n-1] = pivot    // 以a的函数形式表示的最坏划分比例    worstRatio := (float64(), (a, float64(n-3)))    // 计算划分后数组中元素的和    sum :=     for _, x := range A {        sum += x    }    // 计算划分后数组的元素个数    count := int((sum/worstRatio))    // 计算划分后数组的元素个数与原数组元素个数的比值    ratio := float64(count) / float64(n)    // 计算近似概率    if ratio < worstRatio {        return nil    }    return A[:count]}func main() {    A := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}    a :=     // 调用PARTITION过程    result := partition(A)    // 输出结果    ("Result: %v\n", result)    //计算近似概率    prob := float64(len(result)) / float64(len(A))    ("Approximate probability of ratio %v: %.4f\n", a, prob)}

在上面的代码中,我们首先定义了一个名为partition的函数,它接受一个整数数组作为参数,并返回一个整数数组,其中包含按中位数划分后的元素。然后,在主函数中,我们调用partition函数,并将结果存储在变量result中。最后,我们计算划分后数组元素的个数与原数组元素个数的比值,并将其转换为百分比形式,以获得近似概率。

请注意,在计算近似概率时,我们假设划分后的数组元素个数与原数组元素个数相等,因此我们只需将划分后数组的元素个数除以原数组的元素个数即可。如果实际情况并非如此,则需要相应地调整计算方法。

chatgpt:

这个问题可以使用Go语言来解决。下面是一个函数示例,该函数接受数组A作为输入,并以最坏划分比例为a:(1-a)进行随机划分,给出近似概率。

package mainimport (    "fmt"    "math/rand"    "sort"    "time")func approximatePartitionRatio(A []int, a float64) float64 {    (().UnixNano()) // 初始化随机数种子    N := len(A)    median := findMedian(A) // 寻找数组A的中位数    var countA, countB int    for i := 0; i < N; i++ {        if A[i] < median {            countA++        } else if A[i] > median {            countB++        }    }    // 计算最坏划分比例的近似概率    partitionRatio := float64(countA) / float64(N-countA-countB)    approximateProbability := (partitionRatio - a)    return approximateProbability}// 寻找数组的中位数func findMedian(A []int) int {    B := make([]int, len(A))    copy(B, A)    (B)    return B[len(B)/2]}func main() {    A := []int{4, 8, 2, 6, 1, 5, 3, 7, 9}    a :=  // 最坏划分比例    probability := approximatePartitionRatio(A, a)    ("近似概率: %.2f\n", probability)}

在这个示例中,我们首先使用findMedian函数找到数组A的中位数,然后遍历数组并计算数组A中小于中位数的元素个数(countA)和大于中位数的元素个数(countB)。最后,我们计算最坏划分比例的近似概率并返回结果。

请注意,这里的示例中只包含了核心逻辑,您可以根据具体需求进行进一步的扩展和优化。

总结

相关新闻