此间大牛多，请教算法高手一个问题

雷达

9 g" ~: h! f" j' `7 X0 ]
其实是个概率问题。
那本CLRS算法导论中，第 5-2 练习题。
2 g+ ~8 m# S" s# H' Q9 W9 R: C. {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 。
9 |" l8 t) m6 U8 p4 d9 g问题就是这个人的表述
  _: I3 A1 @4 q* K6 ahttps://math.stackexchange.com/q ... orithm-running-time
  R- [+ Q" B2 K
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' a% C, R4 J8 B9 O+ x- \6 f! v# n, W" 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".

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。

  I; N- @7 o" e& q老了，脑子水掉了，希望有高手解释清楚一点。多谢。

数值分析

8 v+ |) m) U9 G* c5 E' a' w1 G
2 _8 D2 K) U& b1 {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。
" c& O( Q8 _: z7 ^* G! [4 @3 y所以才有E(x)=sum(E(Xi))。
4 e; P7 u% [- E1 K2 e4 p; d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)
4 {& M) v, l  V4 \. t: S您再想想？

老福

这个题目可以用递归的方法解决：
* S; K/ _4 I: H$ e
E(k|n)=1*(k/n)+(1+E(k|n-1))*((n-k)/n)=1+((n-k)/n)*E(k|n-1)
& V5 E; @7 ]- m. ~; s, L
然后从头开始：
; J4 G& `, C6 ~% hE(k|k)=1
/ h- a" B; q% ^! ^' GE(k|k+1)=1+((1)/(k+1))*E(k|k)=1+(1/(k+1))=(k+2)/(k+1)
7 P' |( n# t9 d& Z* E' VE(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)
. \/ F# J/ E+ T7 l5 l8 F
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
" t8 x& S4 l/ o1 {- i2 C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 ...

' s" _& P& C5 D- F. Q* \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)

# q! b& }6 Z0 `+ y7 h
% F9 O( I) ?/ d& A* `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。

+ U! M5 X! ?4 }1 E; S4 e2 ]* O! |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/（ ...

  t; E; T' M0 _/ ^/ _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。
  R' L/ e7 ~# S7 ~- n! a8 O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。

; r& i8 Z  n5 {9 r3 U. z1 b* f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。
9 m/ h3 `' h) I% c' [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}.

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.
# V7 _. Q4 A, W; v3 a$ `
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).

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).

$ E1 W- ]6 _4 j3 F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。