算法设计与分析课程设计报告简单示例 (1)

算法设计与分析课程设计

题目:模拟实现稳定婚姻问题的Gale-Shapley算法

设计分析测试报告

姓名：郑展图

学号：3100608010

班级：软件1001

指导教师：蒋丽萍

2013年1 月9 日

程序算法设计说明书

一、前言

1.问题描述：稳定婚姻问题：有n男n女，每人都按他对（异性）对象的喜好程度按1至n排列。安排男女结婚，使得下列情形为真:在n 男n女中的任意两对夫妇(M, W)和(m, w)，都不存在M男对w女喜好度大于现任妻子W女，并且w女对M男喜好度也大于现任丈夫m男的情形发生，此种情形称为不稳定。

2.程序编制环境相关说明：

系统：WINDOWS 7

编制环境：visual studio 8

二、程序主要算法设计分析说明

算法设计思路:在N对男女中，男生采用主动出击追求自己最喜欢的女生策略，女生采用“守株待兔”和“喜新厌旧”策略。

每一位男生主动去追求自己最喜欢的女生，而女生则在追求自己的男生中与现任男友中，选择一位最喜欢的接受。如果追求成功，为被抛弃的男友追求他下一位喜欢的女生。如果追求不成功，则为这位男生追求他下一位喜欢的女生。这样进行了N次循环后，每一位男生都是从自己最喜欢的女生开始追求，并且都有女友，那么男生喜欢的程度多于现任妻子的那位女生肯定是曾经拒绝过自己的。同理，女生也是按照自己喜欢程度进行选择的。那么也不会出现不稳定问题。

三、程序模块说明

1.总体设计说明：

程序采用两个二维数组man[max][max],woman[max][max]来记录max位

男生，女生对异性的喜欢程度顺序。

数组acman[]记录男生下一位追求的女生顺序（最开始从0位，也就是最喜欢的一位开始）；

数组acwoman[]记录每一位女生当前男友（最开始设置一位虚拟男友，其喜欢程度最小）

采用4个for循环，分别对4个数组初始化。

采用一个for循环遍历man数组（为每一位男生追求其最喜欢的女生）

采用一个for循环输出结果

2.模块说明：

2.1模块一：bool changeBF(vector > woman,int i,int

newBF,int oldBF,int max)函数

(1)概要说明：判断某位女生的当前男友与追求她的男友的排位顺序

（喜欢程度）

(2)关键数据结构和算法及其分析（比较newBF和oldBF在数组

woman[][max]的序号大小，从而判断喜欢程度）

(3)输入（数组woman[][]）

(4)输出(bool类型1,0)

四、总结（含主函数设计说明）

这次课程设计的题目有点复杂，一开始看到这个题目时，还不知道要怎么下手解决。后来在网上搜索了一下婚姻稳定问题及延迟确认算法。发现将每个女生的喜欢程度进行排序后就很容易解决。

算法解决了，接下来具体用什么数据结构实现也是个问题。

试过用结构体，链表等数据结构。最后还是觉得直接用数组最简洁。确定了用二维数组，程序就基本定下来了，主函数就是对二维数组的遍历。

为了实现多样化，我在对二维数组初始化时采用了由用户输入实现初始化。这里用到了动态数组的知识。

总结这次课程设计，虽然程序的实现并不难，也不复杂。但是实现程序的算法却难倒了我。这也让我深刻地体会到了算法的力量。在以后的学习中，我一定会注意自己的薄弱环节，好好补充知识。

五、时间复杂性：O（N^2）;

程序及算法测试报告

一、前言

1.测试目的及采用的主要测试方法

目的：测试该程序能否成功对N对男女成功配对，且婚姻稳定。

测试方法：设置不同的数据，判断是否有错误。

被测试程序算法说明及流程图等

代码：

#include

#include

using namespace std;

void main()

{

int newBF;

int oldBF;

int t;

int search;

int max;

cout<<"输入男生人数（女生）："<

cin>>max;

int *acman=new int[max+1]; //男生下个追求女士的号码

int *acwoman=new int[max+1];//女士接受的男生号

vector > man(max, vector(max));//男生对女士的喜欢程度顺序

vector > woman(max, vector(max+1));//女生对男生的喜欢程度顺序

for(int i=0;i

acman[i]=0;

for(int i=0;i

acwoman[i]=max;//对数组初始化

for(int i=0;i

{

cout<<"第"<

for(int j=0;j

cin>>man[i][j];

}

for(int i=0;i

{

cout<<"第"<

for(int j=0;j

cin>>woman[i][j];

woman[i][max]=max;

}

bool changeBF(vector > woman,int,int,int,int);

for(int j=0;j

{

t=man[j][acman[j]];//要追求的女生号

if(acwoman[t]==j)

{//什么也不做

}

else

{

newBF=j;

oldBF=acwoman[t];

if(changeBF(woman,t,newBF,oldBF,max))

{

acman[oldBF]++;

acwoman[t]=newBF;

if(oldBF>j)

{

//什么也不做

}

else

{

j=oldBF;//前任男友被抛弃，且号码小，应让其重新最求女生

j--;

}

}

else

{

acman[j]++;//最求不成功，继续追求下一位喜欢的女生

j--;

}

}

}

for(int j=0;j

{

cout<<"第"<

}

}

bool changeBF(vector > woman,int i,int newBF,int oldBF,int max) {

int temp1;

int temp2;

for(int j=0;j<=max;j++)

{

if(woman[i][j]==newBF)

{

temp1=j;

break;

}

}

for(int j=0;j<=max;j++)

{

if(woman[i][j]==oldBF)

{

temp2=j;

break;

}

}

return(temp1

}

2.测试环境说明

系统：WINDOWS 7

测试环境：visual studio 8

二、测试用例说明

1.测试用例1

目的：判断是否一对一的配对

输入

预期输出：不会出现重复数字

实际输出

测试结果：显示每一位男生都唯一配对以为女生

2.测试用例2

目的：测试每一位配对的组合是否婚姻稳定

输入

预期输出：0 3 2 1

实际输出

测试结果：配对婚姻稳定

3．测试用例3

目的：继续测试每一对情侣婚姻是否稳定输入

预期输出：1 0 2

实际输出

测试结果：配对婚姻稳定

三、测试结果分析

测试结果显示，每一位男生其配对的女生都是唯一的；每一位情侣都满足婚姻稳定的条件。