精品信息学算法模板c++
精品信息学算法模板c++
一、重要公式与定理
1. Fibonacci Number
2. Lucas Number
3. Catalan Number
4. Stirling Number(Second Kind)
5. Bell Number
6. Stirling's Approximation
7. Sum of Reciprocal Approximation
8. Young Tableau
9. 整数划分
10.错排公式
11.三角形内切圆半径公式
12.三角形外接圆半径公式
13.圆內接四边形面积公式
14. 基础数论公式
二、常用函数与STL
三、大数模板,字符读入
四、数论算法
1. Greatest Common Divisor最大公约数
2. Prime素数判断
3. Sieve Prime素数筛法
4. Module Inverse模逆元
5. Extended Euclid扩展欧几里德算法
6. Modular Linear Equation模线性方程(同余方程)
7. Chinese Remainder Theorem中国余数定理(互素于非互素)
8. Euler Function欧拉函数
9. Farey总数
9. Farey序列构造
10. Miller_Rabbin素数测试,Pollard_rho因式分解
五、图论算法
1.最小生成树(Kruscal算法)
2.最小生成树(Prim算法)
3.单源最短路径(Bellman-ford算法)
4. 单源最短路径(Dijkstra算法)
5. 全源最短路径(Folyd算法)
6. 拓扑排序
7. 网络预流和最大流
8. 网络最小费用最大流
9. 网络最大流(高度标号预流推进)
10. 最大团
11. 二分图最大匹配(匈牙利算法)
第一章重要公式与定理
1. Fibonacci Number
0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610 …Formula:
2. Lucas Number
1, 3, 4, 7, 11, 18, 29, 47, 76, 123...
Formula:
3. Catalan Number
1, 2, 5, 14, 42, 132, 429, 1430, 4862, 16796, 58786, 208012…Formula:
Application:
1)将 n + 2 边形沿弦切割成 n个三角形的不同切割数
2) n + 1个数相乘, 给每两个元素加上括号的不同方法数
Sample:
n = 2; (1 (2 3)), ((1 2) 3)
n = 3; (1 (2 (3 4))), (1 ((2 3) 4)) , ((1 2) (3 4)), ((1 (2 3)) 4), (((1 2) 3) 4)
3) n 个节点的不同形状的二叉树数(严《数据结构》P.155)
4) 从n * n 方格的左上角移动到右下角不升路径数
4. Stirling Number(Second Kind)
S(n, m)表示含n个元素的集合划分为m个集合的情况数
或者是n个有标号的球放到m 个无标号的盒子中, 要求无一为空, 其不同的方案数
5. Bell Number
n 个元素集合所有的划分数
Formula:
6.Stirling's Approximation
7. Sum of Reciprocal Approximation
EulerGamma = 0.57721566490153286060651209;
8. Young Tableau
Young Tableau(杨式图表)是一个矩阵, 它满足条件:
如果格子[i, j]没有元素, 则[i+1, j]也一定没有元素
如果格子[i, j]有元素a[i, j],则[i+1, j]要么没有元素, 要么a[i+1, j] > a[i, j] Y[n]代表n个数所组成的杨式图表的个数
Formula:
9. 整数划分
将整数n分成k份, 且每份不能为空, 任意两种分法不能相同
1) 不考虑顺序
for(int p=1; p<=n ;p++)
for(int i=p; i<=n ;i++)
for(int j=k; j>=1 ;j--)
dp[i][j] += dp[i-p][j-1];
cout<< dp[n][k] < 2) 考虑顺序 dp[i][j] = dp[i-k][j-1]; (k=1..i) 3) 若分解出来的每个数均有一个上限m dp[i][j] = dp[i-k][ j-1]; (k=1..m) 10.错排公式 11.三角形内切圆半径公式 12. 三角形外接圆半径公式 13. 圆內接四边形面积公式 14. 基础数论公式 1) 模取幂 第二章常用函数和STL 1. 常用函数 #include int getchar( void ); //读取一个字符, 一般用来去掉无用字符 char *gets( char *str ); //读取一行字符串 #include void * malloc( size_t size ); //动态内存分配, 开辟大小为 size 的空间 void qsort( void *buf, size_t num, size_t size, int (*compare)(const void *, const void *) ); //快速排序 Sample: int compare_ints( const void* a, const void* b ) {int* arg1 = (int*) a; int* arg2 = (int*) b; if( *arg1 < *arg2 ) return -1; else if( *arg1 == *arg2 ) return 0; else return 1;} int array[] = { -2, 99, 0, -743, 2, 3, 4 }; int array_size = 7; qsort( array, array_size, sizeof(int), compare_ints ); #include //求反正弦, arg∈[-1, 1], 返回值∈[-pi/2, +pi/2] double asin( double arg ); //求正弦, arg为弧度, 弧度=角度*Pi/180.0, 返回值∈[-1, 1] double sin( double arg ); //求e的arg次方 double exp( double arg ); //求num的对数, 基数为e double log( double num ); //求num的根 double sqrt( double num ); //求base的exp次方 double pow( double base, double exp ); #include //初始化内存, 常用来初始化数组 void* memset( void* buffer, int ch, size_t count ); memset( the_array, 0, sizeof(the_array) ); //printf是它的变形, 常用来将数据格式化为字符串 int sprintf( char *buffer, const char *format, ... ); sprintf(s, “%d%d”,123,4567)//s=”1234567” //scanf是它的变形, 常用来从字符串中提取数据 int sscanf( const char *buffer, const char *format, ... ); Sample: Char result[100]=”24 hello”,str[100]; int num; sprintf( result, “%d %s”,num,str );//num=24;str=”hello” //字符串比较, 返回值<0代表str1 int strcmp( const char *str1, const char *str2 ); 2. 常用STL [标准container概要] Vector list queue stack priority_queue set map [标准algorithm摘录] for_each() 对每一个元素都唤起(调用)一个函数 find() 查找第一个能与引数匹配的元素 replace() 用新的值替换元素, O(N) copy() 复制(拷贝)元素, O(N) remove() 移除元素 reverse() 倒置元素 sort()排序, O(N log(N)) binary_search() 二分查找 partial_sort() 部分排序 merge() 合并有序的序列, O(N) [C++ String摘录] copy()从别的字符串拷贝 empty() 判断字符串是否为空 erase()从字符串移除元素 find() 查找元素 insert()插入元素 length()字符串长度 replace()替换元素 substr() 取子字符串 swap() 交换字符串 第三章大数模板typedef int hugeint; //应不大于,以防乘法时溢出 const int Base = 1000; const int Capacity = 1000; struct xnum { int Len;int Data[Capacity];xnum() : Len(0) {} xnum(const xnum&V):Len(V.Len) {memcpy(Data,V.Data,Len*sizeof *Data);} xnum(int V) : Len(0) { for (; V > 0; V /= Base) Data[Len++] = V % Base;} xnum(char S[]); xnum& operator=(const xnum& V) { Len = V.Len;memcpy(Data, V.Data, Len * sizeof *Data); return *this; } int& operator[](int Index) { return Data[Index]; } int operator[](int Index) const { return Data[Index]; } void print(){ printf("%d",Len==0?0:Data[Len-1]); for(int i=Len-2;i>=0;i--) for(intj=Base/10;j>0;j/=10)printf("%d",Data[i]/j%10);}}; xnum::xnum(char S[]) { int I, J;Data[Len = 0] = 0;J = 1; for (I = strlen(S)-1; I>=0; I--) { Data[Len] += (S[I] - '0') * J;J *= 10; if (J >= Base) J = 1, Data[++Len] = 0;} if (Data[Len] > 0) Len++;} int compare(const xnum& A, const xnum& B) { int I; if (A.Len != B.Len) return A.Len > B.Len ? 1 : -1; for (I = A.Len - 1; I >= 0 && A[I] == B[I]; I--); if (I < 0) return 0; return A[I] > B[I] ? 1 : -1;} xnum operator +(const xnum& A, const xnum& B) { xnum R;int I;int Carry = 0; for (I = 0; I < A.Len || I < B.Len || Carry > 0; I++) { if (I < A.Len) Carry += A[I]; if (I < B.Len) Carry += B[I]; R[I] = Carry % Base;Carry /= Base;}R.Len = I;return R;} xnum operator-(const xnum& A, const xnum& B) { xnum R;int Carry = 0;R.Len = A.Len; int I; for (I = 0; I < R.Len; I++) { R[I] = A[I] - Carry; if (I < B.Len) R[I] -= B[I]; if (R[I] < 0) Carry = 1, R[I] += Base; else Carry = 0;} while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; return R;} xnum operator*(const xnum& A, const int B) { int I;if (B == 0) return 0; xnum R;hugeint Carry = 0; for (I = 0; I < A.Len || Carry > 0; I++) { if (I < A.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B;R[I] = Carry % Base; Carry /= Base;}R.Len = I;return R;} xnum operator*(const xnum& A, const xnum& B) { int I; if (B.Len == 0) return 0; xnum R; for (I = 0; I < A.Len; I++) { hugeint Carry = 0; for (int J = 0; J < B.Len || Carry > 0; J++) { if (J < B.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B[J]; if (I + J < R.Len) Carry += R[I + J]; if (I + J >= R.Len) R[R.Len++] = Carry % Base; else R[I + J] = Carry % Base;Carry /= Base;} }return R;} xnum operator/(const xnum& A, const int B) { xnum R;int I;hugeint C = 0; for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--){C = C * Base + A[I];R[I] = C / B;C %= B;} R.Len = A.Len; while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; return R;}//div xnum operator/(const xnum& A, const xnum& B) { int I;xnum R, Carry = 0;int Left, Right, Mid; for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--) { Carry = Carry * Base + A[I];Left = 0;Right = Base - 1; while (Left < Right) { Mid = (Left + Right + 1) / 2; if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid; else Right = Mid - 1;} R[I] = Left;Carry = Carry - B * Left;}R.Len = A.Len; while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; return R;}//mod xnum operator%(const xnum& A, const xnum& B) { int I;xnum R, Carry = 0;int Left, Right, Mid; for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--) { Carry = Carry * Base + A[I];Left = 0;Right = Base - 1; while (Left < Right) { Mid = (Left + Right + 1) / 2; if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid; else Right = Mid - 1;} R[I] = Left;Carry = Carry - B * Left;}R.Len = A.Len; while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; return Carry;} istream& operator>>(istream& In, xnum& V) { char Ch; for (V = 0; In >> Ch;) { V = V * 10 + (Ch - '0'); if (cin.peek() <= ' ') break;} return In;} ostream& operator<<(ostream& Out, const xnum& V) { int I;Out << (V.Len == 0 ? 0 : V[V.Len - 1]); for (I = V.Len - 2; I >= 0; I--) for (int J = Base / 10; J > 0; J /= 10) Out << V[I] / J % 10; return Out;} xnum gcd(xnum a,xnum b) { if(compare(b,0)==0) return a; else return gcd(b,a%b); } int div(char *A,int B) { int I;int C = 0;int Alen=strlen(A); for (I = 0; I for(i = n; i >= n-m+1; i --)sum = sum*i; for(i = 1; i <= m; i ++)sum = sum/i;return sum;} #define MAXN 9999 #define DLEN 4 class BigNum { private:int a[1000];//可以控制大数的位数 int len; //大数长度 public:BigNum() {len = 1;memset(a,0,sizeof(a));} BigNum(const int); BigNum(const char*); BigNum(const BigNum &); BigNum &operator=(const BigNum &); BigNum operator+(const BigNum &) const; BigNum operator-(const BigNum &) const; BigNum operator*(const BigNum &) const; BigNum operator/(const int &) const; BigNum operator^(const int &) const; int operator%(const int &) const; bool operator>(const BigNum & T)const; void print();}; BigNum::BigNum(const int b) {int c,d = b;len = 0;memset(a,0,sizeof(a)); while(d > MAXN) { c = d - (d / (MAXN + 1)) * (MAXN + 1);d = d / (MAXN + 1); a[len++] = c;} a[len++] = d;} BigNum::BigNum(const char*s) {int t,k,index,l,i; memset(a,0,sizeof(a));l=strlen(s); len=l/DLEN; if(l%DLEN)len++; index=0; for(i=l-1;i>=0;i-=DLEN) {t=0;k=i-DLEN+1; if(k<0) k=0; for(int j=k;j<=i;j++)t=t*10+s[j]-'0'; a[index++]=t;}} BigNum::BigNum(const BigNum & T) : len(T.len) { int i;memset(a,0,sizeof(a)); for(i = 0 ; i < len ; i++)a[i] = T.a[i];} BigNum & BigNum::operator=(const BigNum & n) {len = n.len; memset(a,0,sizeof(a));int i; for(i = 0 ; i < len ; i++)a[i] = n.a[i];return *this;} BigNum BigNum::operator+(const BigNum & T) const { BigNum t(*this);int i,big;//位数big = T.len > len ? T.len : len; for(i = 0 ; i < big ; i++) {t.a[i] +=T.a[i]; if(t.a[i] > MAXN) {t.a[i + 1]++; t.a[i] -=MAXN+1;}} if(t.a[big] != 0) t.len = big + 1;else t.len = big;return t;} BigNum BigNum::operator-(const BigNum & T) const { int i,j,big;bool flag;BigNum t1,t2; if(*this>T) {t1=*this;t2=T;flag=0;} else {t1=T;t2=*this;flag=1;} big=t1.len; for(i = 0 ; i < big ; i++) { if(t1.a[i] < t2.a[i]) {j = i + 1; while(t1.a[j] == 0) j++;t1.a[j--]--; while(j > i) t1.a[j--] += MAXN; t1.a[i] += MAXN + 1 - t2.a[i]; } else t1.a[i] -= t2.a[i];} t1.len = big; while(t1.a[len - 1] == 0 && t1.len > 1) {t1.len--;big--;} if(flag)t1.a[big-1]=0-t1.a[big-1]; return t1;} BigNum BigNum::operator*(const BigNum & T) const { BigNum ret; int i,j,up;int temp,temp1; for(i = 0 ; i < len ; i++) {up = 0; for(j = 0 ; j < T.len ; j++) {temp = a[i] * T.a[j] + ret.a[i + j] + up; if(temp > MAXN) { temp1 = temp - temp / (MAXN + 1) * (MAXN + 1); up = temp / (MAXN + 1);ret.a[i + j] = temp1; } else {up = 0;ret.a[i + j] = temp;}} if(up != 0)ret.a[i + j] = up;} ret.len = i + j; while(ret.a[ret.len - 1] == 0 && ret.len > 1) ret.len--;return ret;} BigNum BigNum::operator/(const int & b) const {BigNum ret; int i,down = 0; for(i = len - 1 ; i >= 0 ; i--) {ret.a[i] = (a[i] + down * (MAXN + 1)) / b; down = a[i] + down * (MAXN + 1) - ret.a[i] * b;} ret.len = len; while(ret.a[ret.len - 1] == 0 && ret.len > 1) ret.len--; return ret;} int BigNum::operator %(const int & b) const { int i,d=0; for (i = len-1; i>=0; i--) {d = ((d * (MAXN+1))% b + a[i])% b;} return d;} BigNum BigNum::operator^(const int & n) const {BigNum t,ret(1); if(n<0)exit(-1); if(n==0)return 1; if(n==1)return *this; int m=n; while(m>1) {t=*this;int i; for(i=1;i<<1<=m;i<<=1) {t=t*t;} m-=i;ret=ret*t; if(m==1)ret=ret*(*this);} return ret;} bool BigNum::operator>(const BigNum & T) const {int ln; if(len > T.len) return true; else if(len == T.len) {ln = len - 1; while(a[ln] == T.a[ln] && ln >= 0) ln--; if(ln >= 0 && a[ln] > T.a[ln]) return true; else return false; } else return false;} void BigNum::print() {int i;cout << a[len - 1]; for(i = len - 2 ; i >= 0 ; i--) { cout.width(DLEN);cout.fill('0');cout << a[i];}}//读取整数 const int ok = 1; int get_val(int & ret) {ret = 0;char ch; while ((ch=getchar()) > '9' || ch < '0') ; do {ret = ret*10 + ch - '0'; } while ((ch=getchar()) <= '9' && ch >= '0') ; return ok;}//带负数 int get_val(int & ret) {ret = 0;char ch;bool neg = false; while (((ch=getchar()) > '9' || ch < '0') && ch!='-') ; if (ch == '-') {neg = true; while ((ch=getchar()) > '9' || ch < '0') ;} do {ret = ret*10 + ch - '0'; } while ((ch=getchar()) <= '9' && ch >= '0') ; ret = (neg? -ret : ret); return ok;}//读取整数,可判EOF和EOL const int eof = -1;const int eol = -2; int get_val(int & ret) {ret = 0; char ch; while (((ch=getchar()) > '9' || ch < '0') && ch!=EOF) ; if (ch == EOF) return eof; do {ret = ret*10 + ch - '0'; } while ((ch=getchar()) <= '9' && ch >= '0') ; if (ch == '\\n') return eol; return ok;}//读取浮点数 int get_val(double & ret) { ret = 0;double base = 0.1;char ch;bool dot = false, neg = false; while (((ch=getchar()) > '9' || ch < '0') && ch != '.' && ch != '-') ; if (ch == '-') {neg = true; while (((ch=getchar()) > '9' || ch < '0') && ch != '.' && ch != '-') ;} do {if (ch == '.') {dot = true;continue;} if (dot) {ret += (ch-'0') * base;base *= 0.1; } else ret = ret*10 + (ch-'0'); } while (((ch=getchar()) <= '9' && ch >= '0') || ch == '.') ; ret = (neg? -ret : ret);return ok;} 第四章数论算法 1. Greatest Common Divisor最大公约数 int GCD(int x, int y) { int t; while(y > 0) {t = x % y;x = y;y = t;} return x;} 2. Prime素数判断 bool is_prime(int u) { if(u == 0 || u == 1) return false; if(u == 2) return true; if(u%2 == 0) return false; for(int i=3; i <= sqrt(u) ;i+=2) if(u%i==0) return false; return true;} 3. Sieve Prime素数筛法 const int M = 1000; // M : size bool mark[M]; // true : prime number void sieve_prime() { memset(mark, true, sizeof(mark)); mark[0] = mark[1] = false; for(int i=2; i <= sqrt(M) ;i++) { if(mark[i]) { for(int j=i*i; j < M ;j+=i) mark[j] = false;}}} 4. Module Inverse模逆元 // ax ≡ 1 (mod n) int Inv(int a, int n) { int d, x, y; d = extended_euclid(a, n, x, y); if(d == 1) else return -1; // no solution} 5. Extended Euclid扩展欧几里德算法 //如果GCD(a,b) = d, 则存在x, y, 使d = ax + by // extended_euclid(a, b) = ax + by int extended_euclid(int a, int b, int &x, int &y) { int d; if(b == 0) {x = 1; y = 0; return a;} d = extended_euclid(b, a % b, y, x);y -= a / b * x; return d;} 6. Modular Linear Equation模线性方程(同余方程) //如果GCD(a, b)不能整除c, 则ax + by = c 没有整数解 // ax ≡ b (mod n) n > 0 信息学奥赛一本通题解目录:信息学奥赛取消 第1章 数论1.1 整除1.2 同余1.3 最大公约数1.3.1 辗转相除法1.3.2 进制算法1.3.3 最小公倍数1.3.4 扩展欧几里得算法1.3.5 求解线性同余方程1.4 逆元1.5 中国剩余定理1.6 斐波那契数1.7 卡特兰数1.8 素数1.8.1 素数的判定1.8.2 素数的相关定理1.8.3 Miller-Rabin素数测试1.8.4 欧拉定理1.8.5 PollardRho算法求大数因子1.9 Baby-Step-Giant-Step及扩展算法1.10 欧拉函数的线性筛法1.11 本章习题第2章群论2.1 置换2.1.1 群的定义2.1.2 群的运算2.1.3 置换2.1.4 置换群2.2 拟阵2.2.1 拟阵的概念2.2.2 拟阵上的最优化问题2.3 Burnside引理2.4 Polya定理2.5 本章习题第3章组合数学3.1 计数原理3.2 稳定婚姻问题3.3 组合问题分类3.3.1 存在性问题3.3.2 计数性问题3.3.3 构造性问题3.3.4 最优化问题3.4 排列3.4.1 选排列3.4.2 错位排列3.4.3 圆排列3.5 组合3.6 母函数3.6.1 普通型母函数3.6.2 指数型母函数3.7 莫比乌斯反演3.8 Lucas定理3.9 本章习题第4章概率4.1 事与概率4.2 古典概率4.3 数学期望4.4 随机算法4.5 概率函数的收敛性4.6 本章习题第5章计算几何5.1 解析几何初步5.1.1 平面直角坐标系5.1.2 点5.1.3 直线5.1.4 线段5.1.5 多边形5.1.6 信息学奥赛一本通算法(C++版)基础算法:高精度计算 高精度加法(大位相加) #include NOIP 2017全国青少年信息学奥林匹克联赛提高组初赛试题答案 一、单项选择题(共 15 题,每题 1.5 分,共计 22.5 分;每题有且仅有一个正确选项) 1. 从( )年开始,NOIP 竞赛将不再支持 Pascal 语言。 A. 2020 B. 2021 C. 2022 D. 2023 2.在 8 位二进制补码中,10101011 表示的数是十进制下的( )。 A. 43 B. -85 C. -43 D.-84 3.分辨率为 1600x900、16 位色的位图,存储图像信息所需的空间为( )。 A. 2812.5KB B. 4218.75KB C. 4320KB D. 2880KB 4. 2017年10月1日是星期日,1949年10月1日是( )。 A. 星期三 B. 星期日 C. 星期六 D. 星期二 5. 设 G 是有 n 个结点、m 条边(n ≤m)的连通图,必须删去 G 的( )条边,才能使得 G 变成一棵树。 A.m–n+1 B. m-n C. m+n+1 D.n–m+1 6. 若某算法的计算时间表示为递推关系式: T(N)=2T(N/2)+NlogN T(1)=1 则该算法的时间复杂度为( )。 A.O(N) B.O(NlogN) C.O(N log2N) D.O(N2) 7. 表达式a * (b + c) * d的后缀形式是()。 A. abcd*+* B. abc+*d* C. a*bc+*d D. b+c*a*d 8. 由四个不同的点构成的简单无向连通图的个数是( )。 A. 32 B. 35 C. 38 D. 41 9. 将7个名额分给4个不同的班级,允许有的班级没有名额,有( )种不同的分配方案。 A. 60 B. 84 C. 96 D.120 10. 若f[0]=0, f[1]=1, f[n+1]=(f[n]+f[n-1])/2,则随着i的增大,f[i]将接近与( )。 A. 1/2 B. 2/3 D. 1 11. 设A和B是两个长为n的有序数组,现在需要将A和B合并成一个排好序的数组,请问任何以元素比较作为基本运算的归并算法最坏情况下至少要做( )次比较。 A. n2 B. nlogn C. 2n D.2n-1 12. 在n(n>=3)枚硬币中有一枚质量不合格的硬币(质量过轻或质量过重),如果只有一架天平可以用来称重且称重的硬币数没有限制,下面是找出这枚不合格的硬币的算法。请把 a-c三行代码补全到算法中。 a. A XUY b. A Z c. n |A| 算法Coin(A,n) 1. k n/3 2. 将A中硬币分成X,Y,Z三个集合,使得|X|=|Y|=k, |Z|=n-2k 3. if W(X)≠W(Y) //W(X), W(Y)分别为X或Y的重量 4. then_______ 5. else_______ 6. __________ 7. if n>2 then goto 1 8. if n=2 then 任取A中1枚硬币与拿走硬币比较,若不等,则它不合格;若相等,则A 中剩下的硬币不合格 9. if n=1 then A中硬币不合格 正确的填空顺序是( )。 A. b,c,a B. c,b,a C. c,a,b D.a,b,c 13. 在正实数构成的数字三角形排列形式如图所示,第一行的数为a11;第二行的数从左到右依次为a21,a22;…第n行的数为an1,an2,…,ann。从a11开始,每一行的数aij只有两条边可以分别通向下一行的两个数a(i+1)j和a(i+1)(j+1)。用动态规划算法找出一条从a11向下通到an1,an2,…,ann中某个数的路径,使得该路径上的数之和达到最大。 全国青少年信息学奥林匹克联赛 排序算法 一、插入排序(Insertion Sort) 1. 基本思想: 每次将一个待排序的数据元素,插入到前面已经排好序的数列中的适当位置,使数列依然有序;直到待排序数据元素全部插入完为止。 2. 排序过程: 【示例】: [初始关键字] [49] 38 65 97 76 13 27 49 J=2(38) [38 49] 65 97 76 13 27 49 J=3(65) [38 49 65] 97 76 13 27 49 J=4(97) [38 49 65 97] 76 13 27 49 J=5(76) [38 49 65 76 97] 13 27 49 J=6(13) [13 38 49 65 76 97] 27 49 J=7(27) [13 27 38 49 65 76 97] 49 J=8(49) [13 27 38 49 49 65 76 97] Procedure InsertSort(Var R : FileType); //对R[1..N]按递增序进行插入排序, R[0]是监视哨// Begin for I := 2 To N Do //依次插入R[2],...,R[n]// begin R[0] := R[I]; J := I - 1; While R[0] < R[J] Do //查找R[I]的插入位置// begin R[J+1] := R[J]; //将大于R[I]的元素后移// J := J - 1 end R[J + 1] := R[0] ; //插入R[I] // end End; //InsertSort // 信息学奥赛基础知识提纲 (2014年9月) 1 计算机系统 1-1概述 一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分,必须具有五大功能:数据传送功能、数据存储功能、数据处理功能、操作控制功能、操作判断功能。它的工作特点是:运算速度快、运算精度高、记忆能力强、通用性广、自动运算。 计算机按照规模可分为:巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机等几种类型。根据用途不同分为通用机和专用机。 硬件指的是计算机的设备实体;软件通常泛指各类程序和文件。软硬件的关系:硬件是软件的基础。软件是硬件的扩充与完善。硬件与软件在逻辑上是等价的。 1946年,世界上第一台计算机诞生于宾夕法尼亚大学,称为ENIAC 。 1949年,第一台存储计算机EDSAC,英国剑桥大学威尔克斯(Wilkes )设计和制造的。 1951年,第一台商用计算机是UNIVAC 。 1-2 硬件系统 1-2-1 冯·诺伊曼(J.von Neumann )机:美籍匈牙利数学家 现代计算机的基本结构被称为冯·诺伊曼结构。它的主要特点是储存程序的概念: (1) 采用二进制形式表示数据和指令。 (2) 将程序(包括操作指令和操作数)事先存入主存储器中,使计算机在工作时能够自 动高速地从存储器中取出指令加以执行。 (3) 由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大基础部件组成计算机系统。 冯·诺伊曼机 运 算 器存 储 器 输出设备 输入设备 控 制 器控 制 台 控制信号请 求 信 号 请 求 信 号 控制信号结 果 程序 反馈信息 操作指令 地址 指令 1-2-2 计算机的总线结构 计算机的各个部件需要以某种方式互联,进行数据交换。最常见的互联结构就是总线互联结构和多总线互联结构。总线是一种连接多种设备的信息传递通道,实际上是一组信号线。 典型的计算机总线结构由内部总线和系统总线组成。 (1) 内部总线:用于连接CPU 内部的各个模块。 (2) 系统总线:又称外部总线,用于连接CPU 、存储器和输入输出设备。系统总线的信 号线分为三类:数据线、地址线和控制线。 数据线(Data Bus ):数据总线的宽度就是指组成数据总线的信号线的数目,它决定了在该总线上一次可以传送的二进制位数。 地址线(Address Bus ):用以传递地址信息,来指示数据总线上的数据来源和去向。地址线的数目决定了能够访问空间的大小。 控制线(Control Bus ):用来控制数据总线和地址总线。 某SRAM 芯片,其存储容量为64K*16位,则该芯片的地址线数目和数据线的数目? 1-2-3 中央处理器(Central Processor Unit ) 1、CPU 包含了冯机五大部件中的运算器(即加法器)和控制器。 运算器:对信息加工和处理的部件,主要完成各种算术运算和逻辑运算。 控制器:通过读取各种指令,并进行翻译、分析,而后对各部件作出相应的控制。 2、CPU 主要由三大部分组成:寄存器组、算术逻辑单元(ALU )和控制单元(控制器)。 寄存器组:分为通用寄存器(通用寄存器、数据寄存器、地址寄存器、标志寄存器)和状态控制寄存器(程序计数器PC 、指令寄存器IR 、存储器地址寄存器MAR 、存储器缓冲寄存器MBR )以及程序状态字PSW 。 算术逻辑单元ALU : 寄存器、存储器、I/O 设备把待处理的数据输入到ALU 。 控制单元:控制器的基本功能就是时序控制和执行控制。根据当前运行的程序,控 制器使CPU 按一定的时序关系执行一序列 的微操作从而完成程序。 时钟信号:控制器根据时钟电路产生的时钟信号进行定时,以控制各种操作按指定的时序进行。计算机的基本功能是执行程序,而程序由一连串的指令组成;计算机的执行过程由一连串的指令周期组成,每一指 令周期完成一条指令。这些指令周期又可进一步细分为更小的单元,直到微操作uop-----CPU 完成的基本的原子操作。 时钟脉冲发生器的晶振频率成为机器的主频,它产生的时钟脉冲信号是整个机器的时间基准,其周期T 称为该计算机的时钟周期。 完成一个微操作的时间就称为CPU 周期(机器周期)。执行一条机器指令所需的时间称为一个指令周期。 3、指令系统(精简指令系统):操作类指令和控制类指令 一条指令:操作码 + 地址码 一条机器指令的执行:取指令――分析指令――执行指令 4、CPU 的主要指标有: 字长:CPU 一次所能处理的二进制位数。它决定着寄存器、加法器、数据总线等的位数。主频:计算机的时钟频率。(即内频)单位:MHz 或GHz 。 运算速度:CPU 每秒钟能完成的指令数MIPS 。运算速度=1÷ 执行一条机器指令所需的时间 信息学奥赛经典算法C语言经典例题100例 经典C源程序100例 题目:有1、2、3、4个数字,能组成多少个互不相同且无重复数字的三位数?都是多少? 1.程序分析:可填在百位、十位、个位的数字都是1、2、3、4。组成所有的排列后再去 掉不满足条件的排列。 2.程序源代码: main() { inti,j,k; printf("\n"); for(i=1;i<5;i++)/*以下为三重循环*/ for(j=1;j<5;j++) for(k=1;k<5;k++) { if(i!=k&&i!=j&&j!=k)/*确保i、j、k三位互不相同*/ printf("%d,%d,%d\n",i,j,k); }} ============================================================== 【程序2】 题目:企业发放的奖金根据利润提成。利润(I)低于或等于10万元时,奖金可提10%;利润高于10万元,低于20万元时,低于10万元的部分按10%提成,高于10万元的部分,可可提成7.5%;20万到40万之间时,高于20万元的部分,可提成5%;40万到60万之间时高于40万元的部分,可提成3%;60万到100万之间时,高于60万元的部分, 可提成1.5%,高于100万元时,超过100万元的部分按1%提成,从键盘输入当月利润I,求应发放奖金总数? 1.程序分析:请利用数轴来分界,定位。注意定义时需把奖金定义成长整型。 2.程序源代码: main() { longinti; intbonus1,bonus2,bonus4,bonus6,bonus10,bonus; scanf("%ld",&i); bonus1=100000*0.1;bonus2=bonus1+100000*0.75; bonus4=bonus2+200000*0.5; bonus6=bonus4+200000*0.3; bonus10=bonus6+400000*0.15; if(i<=100000) bonus=i*0.1; elseif(i<=200000) bonus=bonus1+(i-100000)*0.075; elseif(i<=400000) bonus=bonus2+(i-200000)*0.05; elseif(i<=600000) 1 bonus=bonus4+(i-400000)*0.03; elseif(i<=1000000) bonus=bonus6+(i-600000)*0.015; else bonus=bonus10+(i-1000000)*0.01; printf("bonus=%d",bonus);} 信息学奥赛(NOIP)必看经典书目汇总! 小编整理汇总了一下大神们极力推荐的复习资料!(欢迎大家查漏补缺) 基础篇 1、《全国青少年信息学奥林匹克分区联赛初赛培训教材》(推荐指数:4颗星) 曹文,吴涛编著,知识点大杂烩,部分内容由学生撰写,但是对初赛知识点的覆盖还是做得相当不错的。语言是pascal的。 2、谭浩强老先生写的《C语言程序设计(第三版)》(推荐指数:5颗星) 针对零基础学C语言的筒子,这本书是必推的。 3、《骗分导论》(推荐指数:5颗星) 参加NOIP必看之经典 4、《全国信息学奥林匹克联赛培训教程(一)》(推荐指数:5颗星) 传说中的黄书。吴文虎,王建德著,系统地介绍了计算机的基础知识和利用Pascal语言进行程序设计的方法 5、《全国青少年信息学奥林匹克联赛模拟训练试卷精选》 王建德著,传说中的红书。 6、《算法竞赛入门经典》(推荐指数:5颗星) 刘汝佳著,算法必看经典。 7、《算法竞赛入门经典:训练指南》(推荐指数:5颗星) 刘汝佳著,《算法竞赛入门经典》的重要补充 提高篇 1、《算法导论》(推荐指数:5颗星) 这是OI学习的必备教材。 2、《算法艺术与信息学竞赛》(推荐指数:5颗星) 刘汝佳著,传说中的黑书。 3、《学习指导》(推荐指数:5颗星) 刘汝佳著,《算法艺术与信息学竞赛》的辅导书。(PS:仅可在网上搜到,格式为PDF)。 4、《奥赛经典》(推荐指数:5颗星) 有难度,但是很厚重。 5、《2016版高中信息学竞赛历年真题解析红宝书》(推荐指数:5颗星) 历年真题,这是绝对不能遗失的存在。必须要做! 三、各种在线题库 1、题库方面首推USACO(美国的赛题),usaco写完了一等基本上就没有问题,如果悟性好的话甚至能在NOI取得不错的成绩. 2、除此之外Vijos也是一个不错的题库,有很多中文题. 3、国内广受NOIP级别选手喜欢的国内OJ(Tyvj、CodeVs、洛谷、RQNOJ) 4、BJOZ拥有上千道省选级别及以上的题目资源,但有一部分题目需要购买权限才能访问。 5、UOZ 举办NOIP难度的UER和省选难度的UR。赛题质量极高,命题人大多为现役集训队选手。 复赛算法模块 信息学奥赛组 对于NOIP,基础是相当重要的,在3个小时之内做完4道题,那么就要求我们有相当快的速度。特别是对于一些简单的、常用的算法模块,一定要要熟练掌握并灵活运用。由于NOIP是一个比较基础的比赛,因此基本算法的掌握尤为重要,所以要求能够把这些基本的模块快速、准确的移植到不同的程序中,才能在稳中取胜 基本算法模块中最重要的是基本程序框架,也就是说,要养成适合于自己的程序风格,这样对于程序编写的速度与程序的准确度都有较大的提高。 小议竞赛的准备和考试技巧 1、良好的心态。无论竞赛多么重要,都不要在考试的时候考虑考试之前或以后的事,这很重要…… 2、充足的睡眠和营养。竞赛之前睡好觉,吃好饭,多吃甜食(据我们老师说在吃甜食后15分钟和2小时会各出现一次血糖高峰,会有比较好的竞技状态)。还有,宁可撒尿也不要口渴……口渴会严重影响思路……而尿素有兴奋作用,有利无害…… 3、正确的时间安排。一般来说应该先想完所有的题再开始做,但有的题想不出来的时候一定要给想出来的题留出时间。 4、算法的学习。一般的DFS/BFS、贪心、各种DP、二分法、排序、lr论文中的各种奇特算法、最短路、最长路、图的DFS/BFS、最大匹配,最大最小匹配、最佳匹配、差分限制系统、最长不xx子序列、高斯消元、数论算法…… 5、数据结构的学习。Hash、并查集、邻接表、边表、堆、树状数组和线段树及它们的多维形式、链表、单词查找树…… 6、关于混分:超时的搜索/DP往往能比错误的贪心得到更多的分。 7、数学很重要。比如母函数…… 8、专用的方法胜于通用的方法。 9、好的题目往往不能直接用经典算法解决。 10、真正难题的标程往往很短。 11、如果n很大,用汇编写的O(n^2)的程序绝对不如用QB写的O(n)的程序快。 12、如果n很小,利用压缩存储提高速度的O(n^2)的算法有可能比一般的O(n)算法快。 13、如果一个数学问题很复杂,那么看结果找规律有可能比数学推导快。 14、不要总把logn忽略掉。 15、即使是多项式算法,有时也可以加入很有效的剪枝。 16、做一道好题胜过做n道烂题,但如果不做烂题,可能会影响做好题的速度。 信息学竞赛复习1.斐波拉契数列(1000000以内的数字) #include “stdio.h” #include “stdlib.h” void main() { long fib1=1,fib2=1,fib=0; printf("1000000以内的数字:\n\n"); printf("%d\n%d\n",fib1,fib2); while (fib<1000000) { fib=fib1+fib2; fib1=fib2; fib2=fib; printf( "%d \n", fib); } system("pause"); } 2.约瑟夫问题 (1)约瑟夫问题_数组 #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #define Length 100 void main() { int i,j; int len; //输入的总节点数 int n,m; //输入的每次数几个 int remain; //剩下的节点数 int current; //当前数到那个数字 int a[Length]; for(i=0;i printf("出列的节点的编号依次为:"); while(remain>0) { current++; while(current>len) { current-=len; } if(a[current]==1) { m++; if(m==n) { a[current]=0; remain--; printf("%d, ",current); m=0; } } } system("pause"); } (2)约瑟夫问题_数组环 #include "stdio.h" #include "stdlib.h" void main() { int a[100]; int i,len,n; //i循环 len总数 n每次数几个 int cur,m,remain; //cur当前是哪个 m 计数 remain 剩下几个//int t1,t2; for(i=0;i<100;i++) { a[i]=i+1; } printf("请输入约瑟夫问题节点总数:"); len=41; //scanf("%d",&len); printf("请输入每次数的节点数字:"); n=3; //scanf("%d",&n); a[len]=1; //首尾相连 remain=len; //开始前,剩余数为总数 cur=1; //当前从第1个开始 m=1; //计数从1开始 while(remain>0)信息学奥赛一本通题解目录-信息学奥赛取消
信息学奥赛一本通算法(C 版)基础算法:高精度计算资料
NOIP2017全国青少年信息学奥林匹克联赛提高组初赛试题卷答案解析
信息学奥赛——排序算法
信息学奥赛基础知识提纲
信息学奥赛经典算法C语言经典例题1
(完整)信息学奥赛(NOIP)必看经典书目汇总,推荐文档
经典基本算法模块
信息学竞赛典型例题程序汇集
信息学奥赛基础知识讲义