演算法一:快速排序演算法
快速排序是由東尼·霍爾所發展的一種排序演算法。在平均狀況下,排序 n 個項目要Ο(n log n)次比較。在最壞狀況下則需要Ο(n2)次比較,但這種狀況並不常見。事實上,快速排序通常明顯比其他Ο(n log n) 演算法更快,因為它的內部循環(inner loop)可以在大部分的架構上很有效率地被實現出來。
快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略來把一個串列(list)分為兩個子串列(sub-lists)。
演算法步驟:
1 從數列中挑出一個元素,稱為 "基準"(pivot),
2 重新排序數列,所有元素比基準值小的擺放在基準前面,所有元素比基準值大的擺在基準的後面(相同的數可以到任一邊)。在這個分區退出之後,該基準就處於數列的中間位置。這個稱為分區(partition)操作。
3 遞歸地(recursive)把小於基準值元素的子數列和大於基準值元素的子數列排序。
遞歸的最底部情形,是數列的大小是零或一,也就是永遠都已經被排序好了。雖然一直遞歸下去,但是這個演算法總會退出,因為在每次的迭代(iteration)中,它至少會把一個元素擺到它最後的位置去。
演算法二:堆排序演算法
堆排序(Heapsort)是指利用堆這種數據結構所設計的一種排序演算法。堆積是一個近似完全二叉樹的結構,並同時滿足堆積的性質:即子結點的鍵值或索引總是小於(或者大於)它的父節點。
堆排序的平均時間復雜度為Ο(nlogn) 。
演算法步驟:
創建一個堆H[0..n-1]
把堆首(最大值)和堆尾互換
3. 把堆的尺寸縮小1,並調用shift_down(0),目的是把新的數組頂端數據調整到相應位置
4. 重復步驟2,直到堆的尺寸為1
演算法三:歸並排序
歸並排序(Merge sort,台灣譯作:合並排序)是建立在歸並操作上的一種有效的排序演算法。該演算法是採用分治法(Divide and Conquer)的一個非常典型的應用。
演算法步驟:
1. 申請空間,使其大小為兩個已經排序序列之和,該空間用來存放合並後的序列
2. 設定兩個指針,最初位置分別為兩個已經排序序列的起始位置
3. 比較兩個指針所指向的元素,選擇相對小的元素放入到合並空間,並移動指針到下一位置
4. 重復步驟3直到某一指針達到序列尾
5. 將另一序列剩下的所有元素
② 對於大規模的TSP問題,為何遍歷演算法是不可行的,而貪心演算法則是一種可
tsp屬於npc問題,一般只能靠近似演算法求出近似解,問題規模小的時候,可以直接窮舉問題空間,得出最優解,不過問題規模一大就不行了,問題空間是指數暴漲的,這時候只能退而求其次,求近似最優解,而對應的近似演算法中會大量使用貪心策略,所以其實不是可不可行的問題,貪心犧牲了
解的精度(求得的不一定是最優解),但換來了時間上可觀的節約(直接降到多項式)。
③ 大數據挖掘的演算法有哪些
大數據挖掘的演算法:
1.樸素貝葉斯,超級簡單,就像做一些數數的工作。如果條件獨立假設成立的話,NB將比鑒別模型收斂的更快,所以你只需要少量的訓練數據。即使條件獨立假設不成立,NB在實際中仍然表現出驚人的好。
2. Logistic回歸,LR有很多方法來對模型正則化。比起NB的條件獨立性假設,LR不需要考慮樣本是否是相關的。與決策樹與支持向量機不同,NB有很好的概率解釋,且很容易利用新的訓練數據來更新模型。如果你想要一些概率信息或者希望將來有更多數據時能方便的更新改進模型,LR是值得使用的。
3.決策樹,DT容易理解與解釋。DT是非參數的,所以你不需要擔心野點(或離群點)和數據是否線性可分的問題,DT的主要缺點是容易過擬合,這也正是隨機森林等集成學習演算法被提出來的原因。
4.支持向量機,很高的分類正確率,對過擬合有很好的理論保證,選取合適的核函數,面對特徵線性不可分的問題也可以表現得很好。SVM在維數通常很高的文本分類中非常的流行。
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④ 機器學習新手必看十大演算法
機器學習新手必看十大演算法
本文介紹了機器學習新手需要了解的 10 大演算法,包括線性回歸、Logistic 回歸、樸素貝葉斯、K 近鄰演算法等。
在機器學習中,有一種叫做「沒有免費的午餐」的定理。簡而言之,它指出沒有任何一種演算法對所有問題都有效,在監督學習(即預測建模)中尤其如此。
例如,你不能說神經網路總是比決策樹好,反之亦然。有很多因素在起作用,例如數據集的大小和結構。
因此,你應該針對具體問題嘗試多種不同演算法,並留出一個數據「測試集」來評估性能、選出優勝者。
當然,你嘗試的演算法必須適合你的問題,也就是選擇正確的機器學習任務。打個比方,如果你需要打掃房子,你可能會用吸塵器、掃帚或拖把,但是你不會拿出鏟子開始挖土。
大原則
不過也有一個普遍原則,即所有監督機器學習演算法預測建模的基礎。
機器學習演算法被描述為學習一個目標函數 f,該函數將輸入變數 X 最好地映射到輸出變數 Y:Y = f(X)
這是一個普遍的學習任務,我們可以根據輸入變數 X 的新樣本對 Y 進行預測。我們不知道函數 f 的樣子或形式。如果我們知道的話,我們將會直接使用它,不需要用機器學習演算法從數據中學習。
最常見的機器學習演算法是學習映射 Y = f(X) 來預測新 X 的 Y。這叫做預測建模或預測分析,我們的目標是盡可能作出最准確的預測。
對於想了解機器學習基礎知識的新手,本文將概述數據科學家使用的 top 10 機器學習演算法。
1. 線性回歸
線性回歸可能是統計學和機器學習中最知名和最易理解的演算法之一。
預測建模主要關注最小化模型誤差或者盡可能作出最准確的預測,以可解釋性為代價。我們將借用、重用包括統計學在內的很多不同領域的演算法,並將其用於這些目的。
線性回歸的表示是一個方程,它通過找到輸入變數的特定權重(稱為系數 B),來描述一條最適合表示輸入變數 x 與輸出變數 y 關系的直線。
線性回歸
例如:y = B0 + B1 * x
我們將根據輸入 x 預測 y,線性回歸學習演算法的目標是找到系數 B0 和 B1 的值。
可以使用不同的技術從數據中學習線性回歸模型,例如用於普通最小二乘法和梯度下降優化的線性代數解。
線性回歸已經存在了 200 多年,並得到了廣泛研究。使用這種技術的一些經驗是盡可能去除非常相似(相關)的變數,並去除噪音。這是一種快速、簡單的技術,可以首先嘗試一下。
2. Logistic 回歸
Logistic 回歸是機器學習從統計學中借鑒的另一種技術。它是解決二分類問題的首選方法。
Logistic 回歸與線性回歸相似,目標都是找到每個輸入變數的權重,即系數值。與線性回歸不同的是,Logistic 回歸對輸出的預測使用被稱為 logistic 函數的非線性函數進行變換。
logistic 函數看起來像一個大的 S,並且可以將任何值轉換到 0 到 1 的區間內。這非常實用,因為我們可以規定 logistic 函數的輸出值是 0 和 1(例如,輸入小於 0.5 則輸出為 1)並預測類別值。
Logistic 回歸
由於模型的學習方式,Logistic 回歸的預測也可以作為給定數據實例(屬於類別 0 或 1)的概率。這對於需要為預測提供更多依據的問題很有用。
像線性回歸一樣,Logistic 回歸在刪除與輸出變數無關的屬性以及非常相似(相關)的屬性時效果更好。它是一個快速的學習模型,並且對於二分類問題非常有效。
3. 線性判別分析(LDA)
Logistic 回歸是一種分類演算法,傳統上,它僅限於只有兩類的分類問題。如果你有兩個以上的類別,那麼線性判別分析是首選的線性分類技術。
LDA 的表示非常簡單直接。它由數據的統計屬性構成,對每個類別進行計算。單個輸入變數的 LDA 包括:
每個類別的平均值;
所有類別的方差。
線性判別分析
進行預測的方法是計算每個類別的判別值並對具備最大值的類別進行預測。該技術假設數據呈高斯分布(鍾形曲線),因此最好預先從數據中刪除異常值。這是處理分類預測建模問題的一種簡單而強大的方法。
4. 分類與回歸樹
決策樹是預測建模機器學習的一種重要演算法。
決策樹模型的表示是一個二叉樹。這是演算法和數據結構中的二叉樹,沒什麼特別的。每個節點代表一個單獨的輸入變數 x 和該變數上的一個分割點(假設變數是數字)。
決策樹
決策樹的葉節點包含一個用於預測的輸出變數 y。通過遍歷該樹的分割點,直到到達一個葉節點並輸出該節點的類別值就可以作出預測。
決策樹學習速度和預測速度都很快。它們還可以解決大量問題,並且不需要對數據做特別准備。
5. 樸素貝葉斯
樸素貝葉斯是一個簡單但是很強大的預測建模演算法。
該模型由兩種概率組成,這兩種概率都可以直接從訓練數據中計算出來:1)每個類別的概率;2)給定每個 x 的值,每個類別的條件概率。一旦計算出來,概率模型可用於使用貝葉斯定理對新數據進行預測。當你的數據是實值時,通常假設一個高斯分布(鍾形曲線),這樣你可以簡單的估計這些概率。
貝葉斯定理
樸素貝葉斯之所以是樸素的,是因為它假設每個輸入變數是獨立的。這是一個強大的假設,真實的數據並非如此,但是,該技術在大量復雜問題上非常有用。
6. K 近鄰演算法
KNN 演算法非常簡單且有效。KNN 的模型表示是整個訓練數據集。是不是很簡單?
KNN 演算法在整個訓練集中搜索 K 個最相似實例(近鄰)並匯總這 K 個實例的輸出變數,以預測新數據點。對於回歸問題,這可能是平均輸出變數,對於分類問題,這可能是眾數(或最常見的)類別值。
訣竅在於如何確定數據實例間的相似性。如果屬性的度量單位相同(例如都是用英寸表示),那麼最簡單的技術是使用歐幾里得距離,你可以根據每個輸入變數之間的差值直接計算出來其數值。
K 近鄰演算法
KNN 需要大量內存或空間來存儲所有數據,但是只有在需要預測時才執行計算(或學習)。你還可以隨時更新和管理訓練實例,以保持預測的准確性。
距離或緊密性的概念可能在非常高的維度(很多輸入變數)中會瓦解,這對演算法在你的問題上的性能產生負面影響。這被稱為維數災難。因此你最好只使用那些與預測輸出變數最相關的輸入變數。
7. 學習向量量化
K 近鄰演算法的一個缺點是你需要遍歷整個訓練數據集。學習向量量化演算法(簡稱 LVQ)是一種人工神經網路演算法,它允許你選擇訓練實例的數量,並精確地學習這些實例應該是什麼樣的。
學習向量量化
LVQ 的表示是碼本向量的集合。這些是在開始時隨機選擇的,並逐漸調整以在學習演算法的多次迭代中最好地總結訓練數據集。在學習之後,碼本向量可用於預測(類似 K 近鄰演算法)。最相似的近鄰(最佳匹配的碼本向量)通過計算每個碼本向量和新數據實例之間的距離找到。然後返回最佳匹配單元的類別值或(回歸中的實際值)作為預測。如果你重新調整數據,使其具有相同的范圍(比如 0 到 1 之間),就可以獲得最佳結果。
如果你發現 KNN 在你的數據集上達到很好的結果,請嘗試用 LVQ 減少存儲整個訓練數據集的內存要求。
8. 支持向量機(SVM)
支持向量機可能是最受歡迎和最廣泛討論的機器學習演算法之一。
超平面是分割輸入變數空間的一條線。在 SVM 中,選擇一條可以最好地根據輸入變數類別(類別 0 或類別 1)對輸入變數空間進行分割的超平面。在二維中,你可以將其視為一條線,我們假設所有的輸入點都可以被這條線完全的分開。SVM 學習演算法找到了可以讓超平面對類別進行最佳分割的系數。
支持向量機
超平面和最近的數據點之間的距離被稱為間隔。分開兩個類別的最好的或最理想的超平面具備最大間隔。只有這些點與定義超平面和構建分類器有關。這些點被稱為支持向量,它們支持或定義了超平面。實際上,優化演算法用於尋找最大化間隔的系數的值。
SVM 可能是最強大的立即可用的分類器之一,值得一試。
9. Bagging 和隨機森林
隨機森林是最流行和最強大的機器學習演算法之一。它是 Bootstrap Aggregation(又稱 bagging)集成機器學習演算法的一種。
bootstrap 是從數據樣本中估算數量的一種強大的統計方法。例如平均數。你從數據中抽取大量樣本,計算平均值,然後平均所有的平均值以便更好的估計真實的平均值。
bagging 使用相同的方法,但是它估計整個統計模型,最常見的是決策樹。在訓練數據中抽取多個樣本,然後對每個數據樣本建模。當你需要對新數據進行預測時,每個模型都進行預測,並將所有的預測值平均以便更好的估計真實的輸出值。
隨機森林
隨機森林是對這種方法的一種調整,在隨機森林的方法中決策樹被創建以便於通過引入隨機性來進行次優分割,而不是選擇最佳分割點。
因此,針對每個數據樣本創建的模型將會與其他方式得到的有所不同,不過雖然方法獨特且不同,它們仍然是准確的。結合它們的預測可以更好的估計真實的輸出值。
如果你用方差較高的演算法(如決策樹)得到了很好的結果,那麼通常可以通過 bagging 該演算法來獲得更好的結果。
10. Boosting 和 AdaBoost
Boosting 是一種集成技術,它試圖集成一些弱分類器來創建一個強分類器。這通過從訓練數據中構建一個模型,然後創建第二個模型來嘗試糾正第一個模型的錯誤來完成。一直添加模型直到能夠完美預測訓練集,或添加的模型數量已經達到最大數量。
AdaBoost 是第一個為二分類開發的真正成功的 boosting 演算法。這是理解 boosting 的最佳起點。現代 boosting 方法建立在 AdaBoost 之上,最顯著的是隨機梯度提升。
AdaBoost
AdaBoost與短決策樹一起使用。在第一個決策樹創建之後,利用每個訓練實例上樹的性能來衡量下一個決策樹應該對每個訓練實例付出多少注意力。難以預測的訓練數據被分配更多權重,而容易預測的數據分配的權重較少。依次創建模型,每個模型在訓練實例上更新權重,影響序列中下一個決策樹的學習。在所有決策樹建立之後,對新數據進行預測,並且通過每個決策樹在訓練數據上的精確度評估其性能。
因為在糾正演算法錯誤上投入了太多注意力,所以具備已刪除異常值的干凈數據非常重要。
總結
初學者在面對各種機器學習演算法時經常問:「我應該用哪個演算法?」這個問題的答案取決於很多因素,包括:(1)數據的大小、質量和特性;(2)可用的計算時間;(3)任務的緊迫性;(4)你想用這些數據做什麼。
即使是經驗豐富的數據科學家在嘗試不同的演算法之前,也無法分辨哪種演算法會表現最好。雖然還有很多其他的機器學習演算法,但本篇文章中討論的是最受歡迎的演算法。如果你是機器學習的新手,這將是一個很好的學習起點。
⑤ 什麼是極小化極大演算法
樓主算是問對人啦。我是做計算機博弈游戲開發的。
1、提出這個問題是為了解決象棋,五子棋這樣的二人全息零和博弈
二人:游戲是2個人玩的
全息:雙方的棋面信息都可以看到。(撲克牌就不同了)
零和:雙方的利益和是0.如果你勝利積1分。我就是輸-1分。相加就是0
2、極大極小的概念是相對的
我走棋,希望對我的利益幫助是最大的。對你的利益幫主是最小的
3、經典的例子很多。井字棋,五子棋,中國象棋,國際象棋等
象棋為例:
我和樓主對弈,某一步,我有N中走法,期中一種走法x後。我還要評估樓主針對我的X走法的所有應付策略。如果對2個人的局面做一個評判。我肯定希望選擇者N種走法中,即時你應對了,對我利益也是最大的那種走法。
4、這個概念我就貼個地址吧。後面的負極大極小演算法,alphabeta剪枝演算法都很經典的
希望你早日寫一個屬於你自己的極大較小值演算法的游戲
http://www.xqbase.com/computer.htm【一定要通讀10遍以上】
好運!
⑥ 演算法設計原則是什麼
原則:首先說設計的演算法必須是"正確的",其次應有很好的"可讀性",還必須具有"健壯性",最後應考慮所設計的演算法具有"高效率與低存儲量"。
所謂演算法是正確的,除了應該滿足演算法說明中寫明的"功能"之外,應對各組典型的帶有苛刻條件的輸入數據得出正確的結果。
在演算法是正確的前提下,演算法的可讀性是擺在第一位的,這在當今大型軟體需要多人合作完成的環境下是換重要的,另一方面,晦澀難讀的程序易於隱藏錯誤而難以調試。演算法的效率指的是演算法的執行時間,演算法的存儲量指的是演算法執行過程中所需最大存儲空間。
演算法是程序設計的另一個不可缺的要素,因此在討論數據結構的同時免不了要討論相應的演算法。這里有兩重意思,即演算法中的操作步驟為有限個,且每個步驟都能在有限時間內完成。
確定性表現在對演算法中每一步的描述都沒有二義性,只要輸入相同,初始狀態相同,則無論執行多少遍,所得結果都應該相同。
可行性指的是,序列中的每個操作都是可以簡單完成的,其本身不存在演算法問題,例如,"求x和y的公因子"就不夠基本。
輸入值即為演算法的操作對象,但操作的對象也可以由演算法自身生成,如"求100以內的素數",操作對象是自然數列,可以由變數逐個增1生成。
演算法的健壯性指的是,演算法應對非法輸入的數據作出恰當反映或進行相應處理,一般情況下,應向調用它的函數返回一個表示錯誤或錯誤性質的值。
⑦ 面試官常問十大經典演算法排序(用python實現)
演算法是一種與語言無關的東西,更確切地說就算解決問題的思路,就是一個通用的思想的問題。代碼本身不重要,演算法思想才是重中之重
我們在面試的時候總會被問到一下演算法,雖然演算法是一些基礎知識,但是難起來也會讓人非常頭疼。
排序演算法應該算是一些簡單且基礎的演算法,但是我們可以從簡單的演算法排序鍛煉我們的演算法思維。這里我就介紹經典十大演算法用python是怎麼實現的。
十大經典演算法可以分為兩大類:
比較排序: 通過對數組中的元素進行比較來實現排序。
非比較排序: 不通過比較來決定元素間的相對次序。
演算法復雜度
冒泡排序比較簡單,幾乎所有語言演算法都會涉及的冒泡演算法。
基本原理是兩兩比較待排序數據的大小 ,當兩個數據的次序不滿足順序條件時即進行交換,反之,則保持不變。
每次選擇一個最小(大)的,直到所有元素都被輸出。
將第一個元素逐個插入到前面的有序數中,直到插完所有元素為止。
從大范圍到小范圍進行比較-交換,是插入排序的一種,它是針對直接插入排序演算法的改進。先對數據進行預處理,使其基本有序,然後再用直接插入的排序演算法排序。
該演算法是採用 分治法 對集合進行排序。
把長度為n的輸入序列分成兩個長度為n/2的子序列,對這兩個子序列分別採用歸並排序,最終合並成序列。
選取一個基準值,小數在左大數在在右。
利用堆這種數據結構所設計的一種排序演算法。
堆是一個近似完全二叉樹的結構,並同時滿足堆積的性質:即子結點的鍵值或索引總是小於(或者大於)它的父節點。利用最大堆和最小堆的特性。
採用字典計數-還原的方法,找出待排序的數組中最大和最小的元素,統計數組中每個值為i的元素出現的次數,對所有的計數累加,將每個元素放在新數組依次排序。
設置一個定量的數組當作空桶;遍歷輸入數據,並且把數據一個一個放到對應的桶里去;對每個不是空的桶進行排序;從不是空的桶里把排好序的數據拼接起來。
元素分布在桶中:
然後,元素在每個桶中排序:
取得數組中的最大數,並取得位數;從最低位開始取每個位組成新的數組;然後進行計數排序。
上面就是我整理的十大排序演算法,希望能幫助大家在演算法方面知識的提升。看懂之後可以去試著自己到電腦上運行一遍。最後說一下每個排序是沒有調用數據的,大家記得實操的時候要調用。
參考地址:https://www.runoob.com/w3cnote/ten-sorting-algorithm.html
⑧ 演算法的五大特性是什麼
輸入:在演算法中可以有零個或者多個輸入。
輸出:在演算法中至少有一個或者多個輸出。
有窮行:在執行有限的步驟之後,自動結束不會出現無限循環並且每一個步驟在可接受的時間內完成。
確定性:演算法的每一個步驟都具有確定的含義,不會出現二義性。
可行性:演算法的每一步都必須是可行的,也就是說,每一步都能夠通過執行有限的次數完成。
⑨ 運演算法則是什麼
運演算法則是指為達到一個問題的解決方案明確定義的規則或過程。
網路中,基本上。運演算法則一般被用於確定特定源到特定目的地的最佳運輸路由。路由器和交換機的排對演算法對確定分組的處置速度是很關鍵的
數學運算規則,完成運算,得出結果的方法、程序或途徑通常叫做「運演算法則」,實質上也就是「運算方法」。運演算法則通常將所要求的操作程序分成幾點,表述為文本。或者按化歸的思想,將當前的運算歸結為學生早先已掌握的運算。
如筆算「一位數乘多位數」的法則是:「從個位起用一位數依次去乘多位數各位上的數;乘到哪一位,積的末位就和哪一位對齊;哪一位乘得的積滿幾十,就向前一位進幾。」這個法則的實質就是將當前的「一位數乘多位數」歸結為「表內乘法」。
(9)大演算法則擴展閱讀
1、提取公因式
這個方法實際上是運用了乘法分配律,將相同因數提取出來,考試中往往剩下的項相加減,會出現一個整數。
注意相同因數的提取。
例如:
0.92×1.41+0.92×8.59
=0.92×(1.41+8.59)
2、借來借去法
看到名字,就知道這個方法的含義。用此方法時,需要注意觀察,發現規律。還要注意還哦 ,有借有還,再借不難。
考試中,看到有類似998、999或者1.98等接近一個非常好計算的整數的時候,往往使用借來借去法。
例如:
9999+999+99+9
=9999+1+999+1+99+1+9+1-4