此间大牛多，请教算法高手一个问题

雷达

( P! W' K5 ~" k% J& c9 d
- z! m( E$ N/ ^" Y其实是个概率问题。
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
2 A+ e- b' x, L( ?! vhttps://math.stackexchange.com/q ... orithm-running-time

5 g4 a1 x* @( G8 x! C1 f! d8 M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)

" 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。
6 @' u& k; o  x0 a" D
老了，脑子水掉了，希望有高手解释清楚一点。多谢。

数值分析

" S- n( R4 {5 [4 x0 \0 H, I, A您对答案的理解似乎有误。
. l! z& |0 K  Q0 P随机变量X是测试过的元素的数目
" G7 e. }" k( j; B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。
! ~( e$ T' C. _  Y" b( l所以才有E(x)=sum(E(Xi))。
) p& K8 c  `3 R( _& V( r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：
# p. s. \' b2 i
E(k|n)=1*(k/n)+(1+E(k|n-1))*((n-k)/n)=1+((n-k)/n)*E(k|n-1)
( w7 w2 K& y+ j
& n. A+ C, ^. H然后从头开始：
3 [! ^, A5 ^3 a' q7 V3 TE(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)
* o5 ^  Z0 s, e+ B# ?* QFinally, we can easily get E(k|n)=(n+1)/(k+1)
( |  u+ e- a" d8 c
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. w8 b7 {: v9 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。
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)
5 o" r5 m  [3 P$ c1 a2 P# u多谢

雷达

老福 发表于 2022-3-26 10:44
7 ?" r  I8 d1 c/ @1 \6 [这个题目可以用递归的方法解决：
9 Z; K% L: V3 a" i+ U& @
) b- e% |+ r! Z5 F8 \E(k|n)=1*(k/n)+(1+E(k|n-1))*((n-k)/n)=1+((n-k)/n)*E(k|n-1)

* q+ p' I7 H! Y; ~8 n& a
递归法也是可以的。

老福

雷达 发表于 2022-3-26 11:07
0 H' p$ h3 T1 r) b  _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

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/（ ...

% J6 X! g4 k) r# j8 z/ l; M
# l- y9 _  f+ J: y7 ?! t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。
7 F1 P& I1 I/ j: J: _% r
3 ?/ h! Z7 j' r7 P/ V4 s7 Z. \$ A* T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。
& C: P9 G/ U# q8 L8 n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。
5 ?7 H1 n  O, f& v. D0 x& z  e% n
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}.

9 P) |$ x  S; s: C4 qFor 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.

/ C2 [0 D8 U" p$ x5 b3 DFor 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).

! E$ @- ^: U* \/ o/ p% o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。