1603. 整数集合划分（2016年408数据结构算法题）

一、题目

1603. 整数集合划分https://www.acwing.com/problem/content/description/1605/

二、算法的基本设计思想

由题意知，将最小的 $\left \lfloor \frac{n}{2} \right \rfloor$ 个元素放在 $A_{1}$ 中，其余的元素放在 $A_{2}$ 中，分组结果即可满足题目要求。仿照快速排序的思想，基于枢轴将 n 个整数划分为两个子集。根据划分后枢轴所处的位置i分别处理：

① 若 i = $\left \lfloor \frac{n}{2} \right \rfloor$ ，则分组完成，算法结束；

② 若 i < $\left \lfloor \frac{n}{2} \right \rfloor$ ，则枢轴及之前的元素均属于 $A_{1}$ ，继续对 i 之后的元素进行划分；

③ 若 i > $\left \lfloor \frac{n}{2} \right \rfloor$ ，则枢轴及之后的元素均属于 $A_{2}$ ，继续对 i 之前的元素进行划分；

基于该设计思想实现的算法，无须对全部元素进行全排序，其平均时间复杂度是O(n)，空间复杂度是O(1)。

三、算法实现

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;int setPartition(int a[], int n) {int pivotkey, low = 0, low0 = 0, high = n - 1, high0 = n - 1, flag = 1, k = n / 2, i; //pivotkey保存枢轴元素值//low0,high0保存low,high的初值，避免丢失进行后续多轮的划分的位置定位int s1 = 0, s2 = 0; //记录A1、A2集合各自的和while(flag) {pivotkey = a[low]; //选择枢轴while(low < high) { //基于枢轴对数据进行划分while(low < high && a[high] >= pivotkey) --high; //若数组最右边的值比枢轴的值大，说明不需要调整，往左移动high继续比较即可if(low != high) a[low] = a[high]; //找到第一个比枢轴元素值小的元素，将其调整到前面while(low < high && a[low] <= pivotkey) ++low; //若数组最左边的值比枢轴的值小，说明不需要调整，往右移动low继续比较即可if(low != high) a[high] = a[low]; //找到第一个比枢轴元素值大的元素，将其调整到后面} //end of while(low < high)a[low] = pivotkey; //最后将枢轴放到两堆元素的中间if(low == k - 1) //如果枢轴是第n/2小元素，划分成功flag = 0;else{ //否则继续划分if(low < k - 1) { //枢轴及之前的元素均属于A1，继续对 low 之后的元素进行划分；low0 = ++low;high = high0;}else{ //否则枢轴及之后的元素均属于A2，继续对 low 之前的元素进行划分；high0 = --high;low = low0;}}}for(i = 0; i < k; i++) s1 += a[i]; //计算S1和for(i = k; i < n; i++) s2 += a[i]; //计算S2printf("%d %d", (n-k)-k, s2-s1);return s2-s1;
}int main() {int n;cin>>n;int a[n];for(int i = 0;i < n; i++)cin>>a[i];setPartition(a,n);
}