此间大牛多，请教算法高手一个问题

雷达

% @/ f- g( H, b8 x* e+ A
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 。
, \3 |7 P* P6 G! Z) ?! `问题就是这个人的表述
https://math.stackexchange.com/q ... orithm-running-time
: R, I: z: i8 L
* d/ h( G. z2 A; m9 a5 o# w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)

* U4 D, K1 y, _, B7 m5 p" 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。

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 c, F7 v9 g: h  L  D
1 v% x5 M- ~9 ?! t0 x1 {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
6 W& ]6 \6 l& e& ^4 J" w; K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。
, d& S( `: p9 j6 ]( M" q* V所以才有E(x)=sum(E(Xi))。
2 ]5 ]0 P/ y* O9 w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 E8 }6 |9 o) q7 ^) w9 ]$ a/ [. Z
E(k|n)=1*(k/n)+(1+E(k|n-1))*((n-k)/n)=1+((n-k)/n)*E(k|n-1)
% q  D, J8 {- c; ^' i$ Q5 G1 f
9 M& c+ g& H. b& F) [! O然后从头开始：
E(k|k)=1
E(k|k+1)=1+((1)/(k+1))*E(k|k)=1+(1/(k+1))=(k+2)/(k+1)
% p; W% ?: z3 b* h8 hE(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)
, E# w5 ]+ T5 t* j5 A" q
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。
4 d) ?# u& r, y  h随机变量X是测试过的元素的数目
4 t- [. [$ \8 B1 y而随机变量Xi是另一组随机变量，每一个都是个ind ...

6 l+ z; a. V5 B明白了。
/ T( R3 H2 Z2 `! D- z- s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
: A1 c/ C2 ~; q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)

递归法也是可以的。

老福

雷达 发表于 2022-3-26 11:07
4 Z0 E1 ?. u- A( t* ^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/（ ...

# B2 P; s; T! i6 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。
0 Y$ z+ v) W: ^" ^' c+ O) l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。
- o8 f4 Y, m9 N' L, n% G
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。
4 Y4 ]1 i! {9 {! n. L4 m( S0 a  O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.

! q: A2 M  L' n" ^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).
8 _" z3 L9 j/ b, |
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).
9 t+ s7 @! z8 v& S  ~! ?0 t+ l0 r
' Z, k$ R( ~- o- A) {- Q: i( b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。