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循环不变式

2014年05月30日 ⁄ 综合 ⁄ 共 568字 ⁄ 字号 评论关闭

算法导论,第二章提到一个重要概念------循环不变式,一眼看过去,感觉理解不是很透彻,书上举的例子是插入排序,仔细琢磨之后,个人理解是:循环不变式并不一定是一个数学表达式(很多情况下都不是),循环不变式和数学归纳法很相似,在插入排序的例子当中,循环不变式应该描述如下:

 

          第k次循环之前,A[1,2.....K-1],是已排序好的,k=2,3,4......n,n为输入规模

有了这样一个描述后,我们再来看插入排序的证明过程

(1)第一次循环之前,此时k=2,A[1,2.....K-1]为A[1],只有一个元素,显然可以认为是已经排序好的;

(2)如果第k次循环之前,循环不变式成立,即满足A[1,2.....K-1]已排序好,那么经过第k次循环,将原数组中的A[k]按大小顺序插入到了一个合适的位置,保证了下一次循环开始之前,即第k+1次循环开始之前,A[1,2.....K-1,k+1]是已经排序好的。这就满足了第二个条件。

(3)循环终止时,k=n+1,A[1,2.....K-1]即为A[1,2.....n],已经排序好

满足以上三条,证明算法正确。

 

以上只是个人看法,可能理解不是很准确,另外书上提到说循环不变式和数学归纳法的不同,说数学归纳法是无限归纳,循环不变式会终止归纳,始终不理解,敬待高人指点。。。。。

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