同时最小和最大答案

【问题标题】：Simultaneous minimum and maximum同时最小和最大
【发布时间】：2013-10-22 12:12:37
【问题描述】：

我尝试实现一种算法，该算法将在给定数组中搜索最小和最大元素，并使用了 Cormen 的算法简介中的想法。我的代码编译并开始工作，输出生成的随机数组，然后很长一段时间什么都不做。为什么会这样？

代码是这样的：

// fast min and max --cormen exercise 1.cpp: entry point
//implemented from a verbal description in cormen's book, p 243

#include "stdafx.h"
#include <vector>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
#include <iostream>

struct min_and_max
{
    int min, max;
};


min_and_max find_min_and_max(std::vector<int>& A)
{
    int n = A.size();
    int min, max;
    if (n%2 == 1)
        min = max = A[0];
    if (n%2 == 0)
        if (A[0] < A[1])
        {
            min = A[0];
            max = A[1];
        }
        else
        {
            min = A[1];
            max = A[0];
        }
    for(int i = 2; i < A.size(); (i + 2))
    {
        if (A[i] < A[i+1])
        {
            if (min > A[i])
                min = A[i];
            if (max < A[i+1])
                max = A[i+1];
        }
        else
        {
            if (min > A[i+1])
                min = A[i+1];
            if (max < A[i])
                max = A[i];
        }
    }
    min_and_max result;
    result.min = min;
    result.max = max;

    return result;
}

int main()
{
    std::srand(std::time(0));
    std::vector<int> A(10);
    for (auto i = 0; i < A.size(); i++)
        {
            A[i] = rand() % 1000;
            std::cout << A[i] << " ";           
        }
    std::cout << std::endl; //IT GOES AS FAR AS THIS
    std::cout << "The array has been analyzed; its' minimum is " << find_min_and_max(A).min << "and its' maximum is " << find_min_and_max(A).max << std::endl;

    return 0;
}

【问题讨论】：

附带说明，您可以使用std:pair<int, int> 来存储最小值和最大值，而不是创建自己的对，也可以使用typedef pair<int, int> min_and_max
现在代码运行正常，我想知道：我在此代码的先前版本中使用过std::pair，然后我不知何故觉得struct 更快。真的吗？
@Chiffa: std::pair 是一个与您使用的结构几乎相同的结构；此外，您的函数使用的时间主要由寻找最小值/最大值的循环控制，返回类型的差异无论如何都可以忽略不计。
循环还不够吗？ int maxval = INT_MIN; int minval = INT_MAX; for (auto& i : A ) { maxval = std::max( maxval, i ); minval = std::min( minval, i ); }
您的结构与std::pair 相同，但成员名称更好。

标签： c++ algorithm max minimum

【解决方案1】：

 for(int i = 2; i < A.size(); (i + 2))

i + 2不会改变i的值，你需要使用i += 2。

【讨论】：

谢谢，我真的不知道如何正确写这个增量。
通常我们使用 i++ 编译器将其解释为 2 个事物返回 i 并增加它。 stackoverflow.com/questions/24853/…
@Nishant i++ 用于将其增加 1，最好是 ++i。

【解决方案2】：

问题出在这里：

for(int i = 2; i < A.size(); (i + 2))

您从未真正增加i，从而导致无限循环。

改成：

for(int i = 2; i < A.size(); i+=2)

【讨论】：

【解决方案3】：

除了给定的答案之外，如果您使用的是 c++11，您可以使用 lambdas 和 std::for_each 函数来简化您的算法：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <cmath>

int main() { 
    int array[] = { -8, 8, 0, 9, 5, -3, 4, 6, -1, 15, 31 };
    int min, max;
    // User std::for_each(v.begin(), v.end(), ...) for either vector or list
    std::for_each(std::begin(array), std::end(array), [&min, &max](int elem) { 
        max = std::max(max, elem);
        min = std::min(min, elem);
    });
    std::cout << min << ", " << max << std::endl;
    return 0;
}

也许它可以更简单

更新：正如@Blastfurnace 指出的那样，std::minmax_element 函数可用于进一步减少搜索 min 和 max 元素所需的代码，从而产生这个更短的版本：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>   

int main() { 
    std::vector<int> values = { -8, 8, 0, 9, 5, -3, 4, 6, -1, 15, 31 };
    auto minAndMax = std::minmax_element(values.begin(), values.end());
    std::cout << *minAndMax.first << ", " << *minAndMax.second << std::endl;
    return 0;
}

重要的是要注意，除了作为 OT 之外，此答案中所做的一切都是为了学习，为 OP 提供替代方案以改进他（或她）的工作并帮助其他可能拥有相同的用户要求。

【讨论】：

如果您使用的是C++11，则使用std::minmax_element 可能更有意义
就我个人而言，就像 lambdas 一样，我可能会使用它们。至于std::minmax_element，它以我不确定是否需要这个特定代码的方式处理几个等效元素。
@Chiffa：我也认为 lambdas 很棒，但std::minmax_element 执行的比较次数最少，这是正确的，而且它是我不必重新发明的库代码。
关于更新 -- 这真的很有教育意义，我会稳步改进我的解决方案。

【解决方案4】：

在任何情况下，算法都是不正确的，因为向量的大小可能等于 0。在这种情况下，1）您尝试访问不存在的元素，以及 2）您从函数返回未定义的值。更正确的方法是返回最小和最大元素的索引，如果向量为空，则返回一对 A.size()。

【讨论】：