\input style { \catcode`\[=\active\def[{\hbox to 0pt{\hss$\lbrack$}} \catcode`\]=\active\def]{\hbox to 0pt{$\rbrack$\hss}} \htable{Ôáâìéãá 2}{"Âùóôòáñ óïòôéòï÷ëá"}{ $\phantom{[}#\phantom{]}$\bskip&&$\phantom{[}#\phantom{]}$\bskip\cr & & & & & & & & & & & & & & & & (l, r) & \hbox{Óôåë}\cr \noalign{\hrule} [503& 087 & 512 & 061& 908 & 170 & 897& 275& 653& 426 & 154 & 509 & 612& 677 & 765 & 703]& (1,16) & - \cr [154& 087 & 426 & 061& 275 & 170]& 503&[897& 653& 908 & 512 & 509 & 612& 677 & 765 & 703]& (1,6) & (8,16)\cr [061& 087]& 154 &[426& 275 & 170]& 503&[897& 653& 908 & 512 & 509 & 612& 677 & 765 & 703]& (1,2) & (4,6)(8,16)\cr 061& 087 & 154 &[426& 275 & 170]& 503&[897& 653& 908 & 512 & 509 & 612& 677 & 765 & 703]& (4,6) & (8,16)\cr 061& 087 & 154 &[170& 275]& 426 & 503&[897& 653& 908 & 512 & 509 & 612& 677 & 765 & 703]& (4,5) & (8, 16)\cr 061& 087 & 154 & 170& 275 & 426 & 503&[897& 653& 908 & 512 & 509 & 612& 677 & 765 & 703]& (8,16) & - \cr 061& 087 & 154 & 170& 275 & 426 & 503&[703& 653& 765 & 512 & 509 & 612& 677]& 897 & 908 & (8,14) & - \cr 061& 087 & 154 & 170& 275 & 426 & 503&[677& 653& 612 & 512 & 509]& 703& 765 & 897 & 908 & (8,12) & - \cr 061& 087 & 154 & 170& 275 & 426 & 503&[509& 653& 612 & 512]& 677 & 703& 765 & 897 & 908 & (8,11) & - \cr 061& 087 & 154 & 170& 275 & 426 & 503& 509&[653& 612 & 512]& 677 & 703& 765 & 897 & 908 & (9,11) & - \cr 061& 087 & 154 & 170& 275 & 426 & 503& 509&[512& 612]& 653 & 677 & 703& 765 & 897 & 908 & (9,10) & - \cr 061& 087 & 154 & 170& 275 & 426 & 503& 509& 512& 612 & 653 & 677 & 703& 765 & 897 & 908 & - & - \cr \noalign{\hrule} }} Ôïìøëï þôï ïðéóáîîõà ðòïãåäõòõ óïòôéòï÷ëé íïöîï îáú÷áôø ïâíåîîïê óïòôéòï÷ëïê \emph{ó òáúäåìåîéåí;} ïîá ðòéîáäìåöéô Þ.~Ü.~Ò.~Èïáòõ, éîôåòåóîåêûáñ óôáôøñ ëïôïòïçï [{\sl Comp. J.,\/} {\bf 5} (1962), 10--15]---ïäîï éú îáéâïìåå éóþåòðù÷áàýéè éú ëïçäá-ìéâï ïðõâìéëï÷áîîùè óïïâýåîéê ïâ üôïí íåôïäå. Èïáò ïëòåóôéì ó÷ïê íåôïä "quicksort" ("âùóôòáñ óïòôéòï÷ëá"), é üôï îáú÷áîéå ÷ðïìîå óïïô÷åôóô÷õåô äåêóô÷éôåìøîïóôé, ôáë ëáë, îáðòéíåò, ÷åóø ðòïãåóó óïòôéòï÷ëé, ðïëáúáîîùê ÷ ôáâì.~2, ôòåâõåô ÷óåçï 48~óòá÷îåîéê (íåîøûå ìàâïçï äòõçïçï ÷óôòåþá÷ûåçïóñ õöå íåôïäá, úá éóëìàþåîéåí âéîáòîùè ÷óôá÷ïë, ôòåâõàýéè 47~óòá÷îåîéê). \picture{Òéó ~19. Ïâíåîîáñ óïòôéòï÷ëá ó òáúäåìåîéåí ("âùóôòáñ óïòôéòï÷ëá").} ×ï ÷óåè óòá÷îåîéñè îá äáîîïê óôáäéé õþáóô÷õåô ïäéî é çïô öå ëìàþ, ôáë þôï åçï íïöîï èòáîéôø ÷ òåçéóôòå. Ëòïíå ôïçï, ëïìéþåóô÷ï ðåòåíåýåîéê äáîîùè ÷åóøíá õíåòåîîï: ðòé ÷ùþéóìåîéñè ôáâì.~2 ðòïéú÷åäåîï ÷óåçï $17$~ïâíåîï÷, ðòéþåí âïìøûéîóô÷ï éú îéè---ðòïóôï "ðïìõïâíåîù" (ðòïóôùå ðåòåóùìëé), ôáë ëáë ïäéî %% 143 éú ëìàþåê ÷óå ÷òåíñ ïóôáåôóñ ÷ òåçéóôòå, é åçï îå îõöîï úáðéóù÷áôø äï óáíïçï ëïîãá óôáäéé. ×óðïíïçáôåìøîùå ïðåòáãéé (ôòåâõåíùå äìñ õðòá÷ìåîéñ óôåëïí é ðåòåíåîîùíé~$i$, $j$) îå óìïöîù, îï éú-úá îéè ðòïãåäõòá âùóôòïê óïòôéòï÷ëé ðïóòåäóô÷ïí òáúäåìåîéê ðòéçïäîá ÷ ïóîï÷îïí äìñ âïìøûéè úîáþåîéê~$N$; ðïüôïíõ ëïòïôëéå ðïäæáêìù öåìáôåìøîï óïòôéòï÷áôø ïóïâïí ïâòáúïí, ëáë üôï äåìáåôóñ ÷ óìåäõàýåí áìçïòéôíå. \alg Q.(Ïâíåîîáñ óïòôéòï÷ëá ó òáúäåìåîéåí.) Úáðéóé~$R_1$,~\dots, $R_N$ ðåòåòáúíåýáàôóñ îá ôïí öå íåóôå; ðïóìå úá÷åòûåîéñ óïòôéòï÷ëé éè ëìàþé âõäõô õðïòñäïþåîù: $K_1\le\ldots\le K_N$. Îõöåî ÷óðïíïçáôåìøîùê óôåë äìñ èòáîåîéñ îå âïìåå þåí $\log_2 N$~üìåíåîôï÷. Üôïô áìçïòéôí óïïô÷åôóô÷õåô ðòïãåäõòå "âùóôòïê óïòôéòï÷ëé" ðïóòåäóô÷ïí òáúäåìåîéê, ðòé÷åäåîîïê ÷ùûå, ó îåâïìøûéíé éúíåîåîéñíé ÷ ãåìñè ðï÷ùûåîéñ üææåëôé÷îïóôé: {\medskip\narrower \item{a)}~Ðòåäðïìáçáåôóñ îáìéþéå éóëõóóô÷åîîùè ëìàþåê~$K_0=-\infty$ é~$K_{N+1}=+\infty$, ôáëéè, þôï $$ K_0\le K_i \le K_{N+1} \rem{ðòé~$1\le i \le N$.} \eqno (13) $$ (Òá÷åîóô÷ï äïðõóëáåôóñ.) \item{b)}~Ðïäæáêìù, óïóôïñýéå éú~$M$ é íåîåå üìåíåîôï÷, óïòôéòõàôóñ ðòïóôùíé ÷óôá÷ëáíé, çäå~$M\ge 1$---ðáòáíåôò, ëïôïòùê ÷ùâéòáåôóñ, ëáë ïðéóáîï îéöå. \item{c)}~Îá îåëïôïòùè óôáäéñè äåìáåôóñ ïäîï éìé ä÷á äïðïìîéôåìøîùè óòá÷îåîéñ (äïðõóëáåôóñ ðåòåëòùôéå õëáúáôåìåê~$i$, $j$), þôïâù ïóîï÷îùå ãéëìù óòá÷îåîéñ ÷ùðïìîñìéóø îáóôïìøëï âùóôòï, îáóëïìøëï üôï ÷ïúíïöîï. \item{d)}~Úáðéóé ó ïäéîáëï÷ùíé ëìàþáíé íåîñàôóñ íåóôáíé, èïôñ üôï îå ñ÷ìñåôóñ óôòïçï îåïâèïäéíùí. (Üôá éäåñ, ðòéîáäìåöáýáñ Ò.~Ë.~Óéîçìôïîõ, óðïóïâóô÷õåô òáúäåìåîéà ðïäæáêìï÷ ðïþôé ðïðïìáí, åóìé éíåàôóñ òá÷îùå ëìàþé; óí.~õðò.~18.) \medskip} \st[Îáþáìøîáñ õóôáîï÷ëá.] Ïðõóôïûéôø óôåë é õóôáîï÷éôø~$l\asg1$; $r\asg N$. \st[Îáþáôø îï÷õà óôáäéà.] (Îáí èïôåìïóø âù ïôóïòôéòï÷áôø æáêì~$R_l$,~\dots, $R_r$; éú óáíïçï óõýåóô÷á áìçïòéôíá ÷ùôåëáåô, þôï~$r\ge l-1$, $K_{l-1}\le K_i \le K_{r+1}$ ðòé~$l\le i \le r$.) Åóìé~$r-lr$ ÷ùðïìîñôø óìåäõàýéå ïðåòáãéé: õóôáîï÷éôø~$K\asg K_j$, $R\asg R_j$, $i\asg j-1$; úáôåí õóôáîï÷éôø~$R_{i+1}\asg R_i$, $i\asg i-1$ îõìø éìé âïìåå òáú äï ôåè ðïò, ðïëá îå ÷ùðïìîéôóñ õóìï÷éå~$K_i\le K$; úáôåí õóôáîï÷éôø~$R_{i+1}\asg R$. (Üôï, ðï óõýåóô÷õ, áìçïòéôí~5.2.1S, ðòéíåîåîîùê ë ðïäæáêìõ éú~$M$ éìé íåîåå üìåíåîôï÷.) \st[×úñôø éú óôåëá.] Åóìé óôåë ðõóô, ôï óïòôéòï÷ëá úá÷åòûåîá; ÷ ðòïôé÷îïí óìõþáå ÷úñôø ÷åòèîéê üìåíåîô óôåëá~$(l', r')$, õóôáîï÷éôø~$l\asg l'$, $r\asg r'$ é ÷ïú÷òáôéôøóñ ë ûáçõ~\stp{2}. \algend Óïïô÷åôóô÷õàýáñ \MIX-ðòïçòáííá äï÷ïìøîï ÷åìéëá, îï îå óìïöîá; îá óáíïí äåìå âïìøûáñ þáóôø ëïíáîä ïôîïóéôóñ ë ûary~Q7, ÷ ëïôïòïí ðòï÷ïäñôóñ ÷åóøíá ðòïóôùå íáîéðõìñãéé ó ðåòåíåîîùíé. \prog Q.(Ïâíåîîáñ óïòôéòï÷ëá ó òáúäåìåîéåí.) Úáðéóé, ëïôïòùå ðòåäóôïéô ïôóïòôéòï÷áôø, îáèïäñôóñ ÷ ñþåêëáè $|INPUT|+1$,~\dots, $|INPUT|+N$; ðòåäðïìáçáåôóñ, þôï ÷ ñþåêëáè~|INPUT| é~$|INPUT|+N+1$ óïäåòöáôóñ úîáþåîéñ, óïïô÷åôóô÷åîîï íéîéíáìøîï, é íáëóéíáìøîï äïðõóôéíùå ÷ íáûéîå~\MIX. Óôåë òáóðïìáçáåôóñ ÷ ñþåêëáè $|STACK|+1$, $|STACK|+2$,~\dots; ôïþîïå þéóìï ñþååë, ëïôïòïå îåïâèïäéíï ïô÷åóôé ðïä óôåë, ïâóõöäáåôóñ ÷ õðò.~20. Úîáþåîéñ òåçéóôòï÷: $|rI1|\equiv l$, $|rI2|\equiv r$, $|rI3|\equiv i$, $|rI4|\equiv j$, $|rI6|\equiv \hbox{òáúíåò óôåëá}$, $|rA|\equiv K \equiv R$. \code A & EQU & 2:3 & & Ðåò÷áñ ëïíðïîåîôá üìåíåîôá óôåëá. × & EQU & 4:5 & & ×ôïòáñ ëïíðïîåîôá üìåíåîôá óôåëá. START& ENT1 & 1 & 1 & Q1. Îáþáìøîáñ õóôáîï÷ëá. $l\asg1$. & ENT2 & N & 1 & $r\asg N$. & ENT6 & 0 & 1 & Ïðõóôïûéôø óôåë. 2H & ENTX & 0,2 & 2A+1 & Q2. Îáþáôø îï÷õà óôáäéà. & DECX & M,1 & 2A+1 & $|rX|\asg r-l-M$. %%145 & JXN & 8F & 2A+1 & Ë ûáçõ~Q8, åóìé òáúíåò ðïäæáêìá~$\le M$. & ENT3 & 0,1 & A & $i\asg l$. & ENT4 & 0,2 & A & $j\asg r$. & LDA & INPUT,3 & A & $K\asg K_i$. & JMP & 3F & A & Ë ûáçõ~Q3. 0H & LDX & INPUT,3 & B & STX & INPUT,4 & B & $R_j\asg R_i$. & DEC4 & 1 & C'-A & $j\asg j-1$. 3H & CMPA & INPUT,4 & C' & Q3.~Óòá÷îéôø~$K:K_j$. & JL & *-2 & C' & Åóìé~$<$, ôï õíåîøûéôø~$j$ é ðï÷ôïòéôø. 4H & ENTX & 0,3 & B+A & Q4.~Ðåòåóìáôø~$R$ îá íåóôï~$R_i$. & DECX & 0,4 & B+A & JXNN & 7F & B+A & Ë ûáçõ~Q7, åóìé~$i\ge j$. & LDX & INPUT,4 & B+X & STX & INPUT,3 & B+X & $R_i\asg R_j$. & INC3 & 1 & C'' & $i\asg i+1$. 5H & ÓÍÒÁ & INPUT,3 & C'' & Q5.~Óòá÷îéôø~$K_i:K$. & JG & *-2 & C'' & Åóìé~$<$, ôï õ÷åìéþéôø~$i$ é ðï÷ôïòéôø. 6H & ENTX & 0,3 & B+X & Q6.~Ðåòåóìáôø~$R$ îá íåóôï~$R_i$. & DECX & 0,4 & B+X & JXN & 0B & B+X & Ë ûáçõ~Q3, åóìé~$iM$. Îåïâèïäéíï ìéûø òáúïâòáôøóñ ÷ ÷ùþéóìåîéñè, ëïôïòùå ÷ ðåò÷ùê òáú ðòé÷ïäñô ë ûáçõ~Q7; %% 147 îåôòõäîï ÷éäåôø, þôï ðòé òáúäåìåîéé úáðéóé ÷ ïâïéè ðïäæáêìáè $R_1\ldots{}R_{i-1}$ é~$R_{i+1}\ldots{}R_N$ âõäõô òáóðïìïöåîù ÷ óìõþáêîïí ðïòñäëå, åóìé ôïìøëï úáðéóé éóèïäîïçï æáêìá âùìé òáóðïìïöåîù ÷ óìõþáêîïí ðïòñäëå. Úîáþéô, ÷ëìáä ðïóìåäõàýéè ÷ùþéóìåîéê íïöîï ïðòåäåìéôø, ðòéíåîé÷ éîäõëãéà ðï~$N$. Ðõóôø~$s$---úîáþåîéå ðåò÷ïçï ëìàþá~$K_1$, é ðòåäðïìïöéí, þôï òï÷îï~$t$ éú ëìàþåê~$K_1$,~\dots, $K_s$ ðòå÷ïóèïäñô~$s$. Ðõóôø $$ h=\cases{ 1, & åóìé~$K_s1$ (óí.~õðò.~21) ðïëáúù÷áàô, þôï ÷ëìáäáíé ðåò÷ïê óôáäéé ÷ óõííáòîïå ÷òåíñ ÷ùðïìîåîéñ ÷ ïâýåí óìõþáå âõäõô $$ A=1,\quad B=t, \quad C=N+1-\delta_{s1},\quad X=h \rem{ðòé~$1M$, ôáë ëáë ìàâïå äáîîïå úîáþåîéå~$s$ ÷óôòåþáåôóñ ó ÷åòïñôîïóôøà~$1/N$, $$ \eqalignno{ C_N&={1\over N}\sum_{1\le s \le N} (N+1-\delta_{s1}+C_{s-1}+C_{N-s})=\cr &=N+1-{1\over N}+{2\over N}\sum_{0\le k < N} C_k. & (18) \cr } $$ Áîáìïçéþîùå æïòíõìù éíåàô íåóôï é äìñ ïóôáìøîùè ÷åìéþéî~$A_N$, $B_N$,~\dots, $X_N$ (óí.~õðò.~23). %% 148 Óõýåóô÷õåô ðòïóôïê óðïóïâ òåûåîéñ òåëõòòåîôîùè óïïôîïûåîéê ÷éäá $$ x_n=f_n+{2\over n}\sum_{0\le k < n} x_k \rem{ðòé $n\ge m$.} \eqno(19) $$ Îá ðåò÷ïí ûáçå ïó÷ïâïöäáàôóñ ïô úîáëá óõííéòï÷áîéñ: ðïóëïìøëõ $$ \eqalign{ (n+1)x_{n+1}&=(n+1)f_{n+1}+2\sum_{0\le k \le n} x_k, \cr n x_n &=nf_n+2\sum_{0\le kM$.} &(24)\cr } $$ %% 149 × ð.~6.2.2 íù äïëáöåí, þôï óôáîäáòôîïå ïôëìïîåîéå ÷åìéþéîù~$C_N$ áóéíðôïôéþåóëé òá÷îï~$\sqrt{(21-2\pi^2)}/3N$; üôï äï÷ïìøîï íáìï ðï óòá÷îåîéà ó~(24). Ïóôáìøîùå ÷åìéþéîù íïöîï îáêôé áîáìïçéþîùí óðïóïâïí (óí.~õðò.~23); éíååí $$ \eqalign{ A_N&=2(N+1)/(M+2)-1,\cr B_N&={1\over 6}(N+1)\left(2H_{N+1}-2H_{M+2}+1-{6\over M+2}\right)+{1\over2},\cr D_N&=(N+1)M(M-1)/(M+2)(M+1),\cr E_N&={1\over6}(N+1)M(M-1)/(M+2),\cr L_N&=4(N+1)/(M+2)(M+1),\cr X_N&=(N+1)/(M+2)-{1\over2} \rem{ðòé $N>M$.}\cr } \eqno(25) $$ Ðòé÷åäåîîïå ÷ùûå ïâóõöäåîéå ðïëáúù÷áåô, þôï íïöîï ðòïéú÷åóôé ôïþîùê áîáìéú óòåäîåçï ÷òåíåîé ÷ùðïìîåîéñ ÷åóøíá óìïöîïê ðòïçòáííù, éóðïìøúõñ íåôïäù, ëïôïòùå íù òáîåå ðòéíåîñìé ìéûø ë âïìåå ðòïóôùí óìõþáñí. Þôïâù ïðòåäåìéôø "îáéìõþûåå" úîáþåîéå~$M$ äìñ ëïîëòåôîïê íáûéîù, íïöîï ÷ïóðïìøúï÷áôøóñ æïòíõìáíé~(24) é~(25). Ðòïçòáííá~Q äìñ íáûéîù~\MIX{} ôòåâõåô $37A+14B+4C+12D+8E-L+8X+15$~åäéîéã ÷òåíåîé; üôï òá÷îï ÷ óòåäîåí ${1\over3}(38(N+1)H_N+(N+1)f(M))-19$~åäéîéã ðòé~$N>M$, çäå $$ f(M)=4M+38H_{M+2}+43+{84\over M+2}+{48\over (M+2)(M+1)}. \eqno(26) $$ Íù èïôéí ÷ùâòáôø ôáëïå úîáþåîéå~$M$, ðòé ëïôïòïí æõîëãéñ~$f(M)$ äïóôéçáåô íéîéíõíá. × äáîîïí óìõþáå $$ f(M)-f(M-1)=4-{38\over M+2}-{84\over (M+2)(M+1)}-{96 \over(M+2)(M+1)M}, $$ é ôòåâõåôóñ îáêôé ôáëïå úîáþåîéå~$M$, þôïâù~$f(M)-f(M-1)\le 0$, $f(M+1)-f(M)\ge 0$; òåûåîéå~$M=9$ îáêôé îåôòõäîï. Åóìé~$M=9$, ôï ðòé âïìøûéè~$N$ óòåäîåå ÷òåíñ ÷ùðïìîåîéñ ðòïçòáííù~Q òá÷îï ðòéâìéúéôåìøîï~$12.67(N+1)\ln N-1.92N-14.59$. Ôáëéí ïâòáúïí, ðòïçòáííá~Q òáâïôáåô ÷ óòåäîåí äï÷ïìøîï âùóôòï; óìåäõåô, ëòïíå ôïçï, õþåóôø, þôï ïîá ôòåâõåô ïþåîø íáìï ðáíñôé. Îï ëáëï÷ \emph{îáéèõäûéê} óìõþáê äìñ áìçïòéôíá~Q? Óõýåóô÷õàô ìé ëáëéå-îéâõäø éóèïäîùå æáêìù, ïâòáâáôù÷áôø ëïôïòùå üôéí áìçïòéôíïí îå üææåëôé÷îï? Ïô÷åô îåóëïìøëï ïâåóëõòáöé÷áåô: åóìé éóèïäîùê æáêì õöå õðïòñäïþåî, á éíåîîï~$K_1