算法设计与分析课后部分习题答案
算法设计与分析第二版课后习题解答

算法设计与分析基础课后练习答案习题1.14.设计一个计算的算法,n是任意正整数。
除了赋值和比较运算,该算法只能用到基本的四则运算操作。
算法求//输入:一个正整数n 2//输出:。
tep1:a=1;step2:若a*a<n 转step 3,否则输出a;step3:a=a+1转step 2;5. a.用欧几里德算法求gcd(31415,14142)。
. gcd(31415, 14142) = gcd(14142, 3131) = gcd(3131, 1618) =gcd(1618, 1513) = gcd(1513, 105) = gcd(1513, 105) = gcd(105, 43) =gcd(43, 19) = gcd(19, 5) = gcd(5, 4) = gcd(4, 1) = gcd(1, 0) = 1..有a可知计算gcd(31415,14142)欧几里德算法做了11次除法。
连续整数检测算法在14142每次迭代过程中或者做了一次除法,或者两次除法,因此这个算法做除法的次数鉴于1·14142 和2·14142之间,所以欧几里德算法比此算法快1·14142/11 ≈1300 与2·14142/11 ≈2600 倍之间。
6.证明等式gcd(m,n)=gcd(n,m mod n)对每一对正整数m,n都成立.Hint:根据除法的定义不难证明:●如果d整除u和v, 那么d一定能整除u±v;●如果d整除u,那么d也能够整除u的任何整数倍ku.对于任意一对正整数m,n,若d能整除m和n,那么d一定能整除n和r=m mod n=m-qn;显然,若d能整除n和r,也一定能整除m=r+qn和n。
数对(m,n)和(n,r)具有相同的公约数的有限非空集,其中也包括了最大公约数。
故gcd(m,n)=gcd(n,r)7.对于第一个数小于第二个数的一对数字,欧几里得算法将会如何处理?该算法在处理这种输入的过程中,上述情况最多会发生几次?Hint:对于任何形如0<=m<n的一对数字,Euclid算法在第一次叠代时交换m和n, 即gcd(m,n)=gcd(n,m)并且这种交换处理只发生一次.8.a.对于所有1≤m,n≤10的输入, Euclid算法最少要做几次除法?(1次)b. 对于所有1≤m,n≤10的输入, Euclid算法最多要做几次除法?(5次)gcd(5,8)习题1.21.(农夫过河)P—农夫W—狼G—山羊C—白菜2.(过桥问题)1,2,5,10---分别代表4个人, f—手电筒4. 对于任意实系数a,b,c, 某个算法能求方程ax^2+bx+c=0的实根,写出上述算法的伪代码(可以假设sqrt(x)是求平方根的函数)算法Quadratic(a,b,c)//求方程ax^2+bx+c=0的实根的算法//输入:实系数a,b,c//输出:实根或者无解信息f a≠0D←b*b-4*a*cIf D>0temp←2*ax1←(-b+sqrt(D))/tempx2←(-b-sqrt(D))/tempreturn x1,x2else if D=0 return –b/(2*a)else return “no real roots”lse //a=0if b≠0 return –c/belse //a=b=0if c=0 return “no real numbers”else return “no real roots”5.描述将十进制整数表达为二进制整数的标准算法a.用文字描述b.用伪代码描述解答:a.将十进制整数转换为二进制整数的算法输入:一个正整数n输出:正整数n相应的二进制数第一步:用n除以2,余数赋给Ki(i=0,1,2...),商赋给n第二步:如果n=0,则到第三步,否则重复第一步第三步:将Ki按照i从高到低的顺序输出b.伪代码算法DectoBin(n)//将十进制整数n转换为二进制整数的算法//输入:正整数n//输出:该正整数相应的二进制数,该数存放于数组Bin[1...n]中i=1while n!=0 do {in[i]=n%2;=(int)n/2;++;}while i!=0 do{rint Bin[i];--;}9.考虑下面这个算法,它求的是数组中大小相差最小的两个元素的差.(算法略)对这个算法做尽可能多的改进.算法MinDistance(A[0..n-1])//输入:数组A[0..n-1]//输出:the smallest distance d between two of its elements习题1.31.考虑这样一个排序算法,该算法对于待排序的数组中的每一个元素,计算比它小的元素个数,然后利用这个信息,将各个元素放到有序数组的相应位置上去.a.应用该算法对列表”60,35,81,98,14,47”排序b.该算法稳定吗?c.该算法在位吗? 解:a. 该算法对列表”60,35,81,98,14,47”排序的过程如下所示:b.该算法不稳定.比如对列表”2,2*”排序c.该算法不在位.额外空间for S and Count[] 4.(古老的七桥问题)第2章 习题2.17.对下列断言进行证明:(如果是错误的,请举例) a. 如果t(n )∈O(g(n),则g(n)∈Ω(t(n)) b.α>0时,Θ(αg(n))= Θ(g(n)) 解:a. 这个断言是正确的。
算法设计与分析第二版课后习题解答

算法设计与分析第二版课后习题解答算法设计与分析基础课后练习答案习题 4.设计一个计算的算法,n是任意正整数。
除了赋值和比较运算,该算法只能用到基本的四则运算操作。
算法求//输入:一个正整数n2//输出:。
step1:a=1;step2:若a*a 5. a.用欧几里德算法求gcd。
b. 用欧几里德算法求gcd,比检查min{m,n}和gcd间连续整数的算法快多少倍?请估算一下。
a. gcd(31415, 14142) = gcd(14142, 3131) = gcd(3131, 1618) =gcd(1618, 1513) = gcd(1513,105) = gcd(1513, 105) = gcd(105, 43) =gcd(43, 19) = gcd(19, 5) = gcd(5, 4) = gcd(4, 1) = gcd(1, 0) = 1.b.有a可知计算gcd欧几里德算法做了11次除法。
连续整数检测算法在14142每次迭代过程中或者做了一次除法,或者两次除法,因此这个算法做除法的次数鉴于1·14142 和 2·14142之间,所以欧几里德算法比此算法快1·14142/11 ≈ 1300 与 2·14142/11 ≈ 2600 倍之间。
6.证明等式gcd(m,n)=gcd(n,m mod n)对每一对正整数m,n都成立. Hint:根据除法的定义不难证明:如果d整除u和v, 那么d一定能整除u±v;如果d整除u,那么d也能够整除u的任何整数倍ku.对于任意一对正整数m,n,若d能整除m和n,那么d一定能整除n和r=m mod n=m-qn;显然,若d能整除n和r,也一定能整除m=r+qn和n。
数对(m,n)和(n,r)具有相同的公约数的有限非空集,其中也包括了最大公约数。
故gcd(m,n)=gcd(n,r)7.对于第一个数小于第二个数的一对数字,欧几里得算法将会如何处理?该算法在处理这种输入的过程中,上述情况最多会发生几次? Hint:对于任何形如0 gcd(m,n)=gcd(n,m)并且这种交换处理只发生一次.对于所有1≤m,n≤10的输入, Euclid算法最少要做几次除法?(1次) b. 对于所有1≤m,n≤10的输入, Euclid算法最多要做几次除法?(5次) gcd(5,8) 习题 1.(农夫过河)P—农夫 W—狼G—山羊C—白菜 2.(过桥问题)1,2,5,10---分别代表4个人, f—手电筒4. 对于任意实系数a,b,c, 某个算法能求方程ax^2+bx+c=0的实根,写出上述算法的伪代码(可以假设sqrt(x)是求平方根的函数) 算法Quadratic(a,b,c)//求方程ax^2+bx+c=0的实根的算法 //输入:实系数a,b,c//输出:实根或者无解信息 If a≠0D←b*b-4*a*c If D>0temp←2*ax1←(-b+sqrt(D))/temp x2←(-b-sqrt(D))/temp return x1,x2else if D=0 return –b/(2*a) else return “no real roots” else //a=0if b≠0 return –c/b else //a=b=0if c=0 return “no real numbers”else return “no real roots”5. 描述将十进制整数表达为二进制整数的标准算法 a.用文字描述 b.用伪代码描述解答:a.将十进制整数转换为二进制整数的算法输入:一个正整数n输出:正整数n相应的二进制数第一步:用n除以2,余数赋给Ki(i=0,1,2...),商赋给n 第二步:如果n=0,则到第三步,否则重复第一步第三步:将Ki按照i从高到低的顺序输出 b.伪代码算法 DectoBin(n)//将十进制整数n转换为二进制整数的算法 //输入:正整数n//输出:该正整数相应的二进制数,该数存放于数组Bin[1...n]中 i=1while n!=0 do { Bin[i]=n%2; n=(int)n/2; i++; } while i!=0 do{ print Bin[i]; i--; }9.考虑下面这个算法,它求的是数组中大小相差最小的两个元素的差.(算法略) 对这个算法做尽可能多的改进. 算法 MinDistance(A[0..n-1]) //输入:数组A[0..n-1] //输出:the smallest distance d between two of its elements习题1. 考虑这样一个排序算法,该算法对于待排序的数组中的每一个元素,计算比它小的元素个数,然后利用这个信息,将各个元素放到有序数组的相应位置上去.a.应用该算法对列表”60,35,81,98,14,47”排序b.该算法稳定吗?c.该算法在位吗? 解:a. 该算法对列表”60,35,81,98,14,47”排序的过程如下所示:b.该算法不稳定.比如对列表”2,2*”排序c.该算法不在位.额外空间for S and Count 4.(古老的七桥问题) 第2章习题7.对下列断言进行证明:(如果是错误的,请举例) a. 如果t(n)∈O(g(n),则g(n)∈Ω(t(n)) b.α>0时,Θ(αg(n))= Θ(g(n)) 解:a. 这个断言是正确的。
算法设计与分析第三版第四章课后习题答案

算法设计与分析第三版第四章课后习题答案4.1 线性时间选择问题习题4.1问题描述:给定一个长度为n的无序数组A和一个整数k,设计一个算法,找出数组A中第k小的元素。
算法思路:本题可以使用快速选择算法来解决。
快速选择算法是基于快速排序算法的思想,通过递归地划分数组来找到第k小的元素。
具体步骤如下: 1. 选择数组A的一个随机元素x作为枢纽元。
2. 使用x将数组划分为两个子数组A1和A2,其中A1中的元素小于等于x,A2中的元素大于x。
3. 如果k等于A1的长度,那么x就是第k小的元素,返回x。
4. 如果k小于A1的长度,那么第k小的元素在A1中,递归地在A1中寻找第k小的元素。
5. 如果k大于A1的长度,那么第k小的元素在A2中,递归地在A2中寻找第k-A1的长度小的元素。
6. 递归地重复上述步骤,直到找到第k小的元素。
算法实现:public class LinearTimeSelection {public static int select(int[] A, int k) { return selectHelper(A, 0, A.length - 1, k);}private static int selectHelper(int[] A, int left, int right, int k) {if (left == right) {return A[left];}int pivotIndex = partition(A, left, righ t);int length = pivotIndex - left + 1;if (k == length) {return A[pivotIndex];} else if (k < length) {return selectHelper(A, left, pivotInd ex - 1, k);} else {return selectHelper(A, pivotIndex + 1, right, k - length);}}private static int partition(int[] A, int lef t, int right) {int pivotIndex = left + (right - left) / 2;int pivotValue = A[pivotIndex];int i = left;int j = right;while (i <= j) {while (A[i] < pivotValue) {i++;}while (A[j] > pivotValue) {j--;}if (i <= j) {swap(A, i, j);i++;j--;}}return i - 1;}private static void swap(int[] A, int i, int j) {int temp = A[i];A[i] = A[j];A[j] = temp;}}算法分析:快速选择算法的平均复杂度为O(n),最坏情况下的复杂度为O(n^2)。
算法设计与分析习题解答

算法设计与分析习题解答第一章作业1.证明下列Ο、Ω和Θ的性质1)f=Ο(g)当且仅当g=Ω(f)证明:充分性。
若f=Ο(g),则必然存在常数c1>0和n0,使得?n≥n0,有f≤c1*g(n)。
由于c1≠0,故g(n) ≥ 1/ c1 *f(n),故g=Ω(f)。
必要性。
同理,若g=Ω(f),则必然存在c2>0和n0,使得?n≥n0,有g(n) ≥ c2 *f(n).由于c2≠0,故f(n) ≤ 1/ c2*f(n),故f=Ο(g)。
2)若f=Θ(g)则g=Θ(f)证明:若f=Θ(g),则必然存在常数c1>0,c2>0和n0,使得?n≥n0,有c1*g(n) ≤f(n) ≤ c2*g(n)。
由于c1≠0,c2≠0,f(n) ≥c1*g(n)可得g(n) ≤ 1/c1*f(n),同时,f(n) ≤c2*g(n),有g(n) ≥ 1/c2*f(n),即1/c2*f(n) ≤g(n) ≤ 1/c1*f(n),故g=Θ(f)。
3)Ο(f+g)= Ο(max(f,g)),对于Ω和Θ同样成立。
证明:设F(n)= Ο(f+g),则存在c1>0,和n1,使得?n≥n1,有F(n) ≤ c1 (f(n)+g(n))= c1 f(n) + c1g(n)≤ c1*max{f,g}+ c1*max{f,g}=2 c1*max{f,g}所以,F(n)=Ο(max(f,g)),即Ο(f+g)= Ο(max(f,g))对于Ω和Θ同理证明可以成立。
4)log(n!)= Θ(nlogn)证明:由于log(n!)=∑=ni i 1log ≤∑=ni n 1log =nlogn ,所以可得log(n!)= Ο(nlogn)。
由于对所有的偶数n 有,log(n!)= ∑=ni i 1log ≥∑=nn i i 2/log ≥∑=nn i n 2/2/log ≥(n/2)log(n/2)=(nlogn)/2-n/2。
算法设计与分析课后部分习题答案

算法实现题3-7 数字三角形问题问题描述:给定一个由n行数字组成的数字三角形,如图所示。
试设计一个算法,计算出从三角形的顶至底的一条路径,使该路径经过的数字总和最大。
编程任务:对于给定的由n行数字组成的数字三角形,编程计算从三角形的顶至底的路径经过的数字和的最大值。
数据输入:有文件input.txt提供输入数据。
文件的第1行是数字三角形的行数n,1<=n<=100。
接下来的n行是数字三角形各行的数字。
所有数字在0-99之间。
结果输出:程序运行结束时,将计算结果输出到文件output.txt中。
文件第1行中的数是计算出的最大值。
输入文件示例输出文件示例 input.txt output.txt 5 30 7 3 8 8 1 0 2 7 4 4 4 5 2 6 5源程序:#include "stdio.h" voidmain(){ intn,triangle[100][100],i,j;//triangle数组用来存储金字塔数值,n表示行数 FILE *in,*out;//定义in,out两个文件指针变量in=fopen("input.txt","r");fscanf(in,"%d",&n);//将行数n读入到变量n中for(i=0;i<n;i++)//将各行数值读入到数组triangle中for(j=0;j<=i;j++)fscanf(in,"%d",&triangle[i][j]);for(int row=n-2;row>=0;row--)//从上往下递归计算for(int col=0;col<=row;col++)if(triangle[row+1][col]>triangle[row+1][col+1])triangle[row][col]+=triangle[row+1][col];elsetriangle[row][col]+=triangle[row+1][col+1];out=fopen("output.txt","w");fprintf(out,"%d",triangle[0][0]);//将最终结果输出到output.txt中 }算法实现题4-9 汽车加油问题问题描述:一辆汽车加满油后可行驶nkm。
《算法分析与设计》(李春葆版)课后选择题答案与解析

《算法及其分析》课后选择题答案及详解第1 章——概论1.下列关于算法的说法中正确的有()。
Ⅰ.求解某一类问题的算法是唯一的Ⅱ.算法必须在有限步操作之后停止Ⅲ.算法的每一步操作必须是明确的,不能有歧义或含义模糊Ⅳ.算法执行后一定产生确定的结果A.1个B.2个C.3个D.4个2.T(n)表示当输入规模为n时的算法效率,以下算法效率最优的是()。
A.T(n)=T(n-1)+1,T(1)=1B.T(n)=2nC.T(n)= T(n/2)+1,T(1)=1D.T(n)=3nlog2n答案解析:1.答:由于算法具有有穷性、确定性和输出性,因而Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ正确,而解决某一类问题的算法不一定是唯一的。
答案为C。
2.答:选项A的时间复杂度为O(n)。
选项B的时间复杂度为O(n)。
选项C 的时间复杂度为O(log2n)。
选项D的时间复杂度为O(nlog2n)。
答案为C。
第3 章─分治法1.分治法的设计思想是将一个难以直接解决的大问题分割成规模较小的子问题,分别解决子问题,最后将子问题的解组合起来形成原问题的解。
这要求原问题和子问题()。
A.问题规模相同,问题性质相同B.问题规模相同,问题性质不同C.问题规模不同,问题性质相同D.问题规模不同,问题性质不同2.在寻找n个元素中第k小元素问题中,如快速排序算法思想,运用分治算法对n个元素进行划分,如何选择划分基准?下面()答案解释最合理。
A.随机选择一个元素作为划分基准B.取子序列的第一个元素作为划分基准C.用中位数的中位数方法寻找划分基准D.以上皆可行。
但不同方法,算法复杂度上界可能不同3.对于下列二分查找算法,以下正确的是()。
A.intbinarySearch(inta[],intn,int x){intlow=0,high=n-1;while(low<=high){intmid=(low+high)/2;if(x==a[mid])returnmid;if(x>a[mid])low=mid;elsehigh=mid;}return –1;}B.intbinarySearch(inta[],intn,int x) { intlow=0,high=n-1;while(low+1!=high){intmid=(low+high)/2;if(x>=a[mid])low=mid;elsehigh=mid;}if(x==a[low])returnlow;elsereturn –1;}C.intbinarySearch(inta[],intn,intx) { intlow=0,high=n-1;while(low<high-1){intmid=(low+high)/2;if(x<a[mid])high=mid;elselow=mid;}if(x==a[low])returnlow;elsereturn –1;}D.intbinarySearch(inta[],intn,int x) {if(n>0&&x>=a[0]){intlow= 0,high=n-1;while(low<high){intmid=(low+high+1)/2;if(x<a[mid])high=mid-1;elselow=mid;}if(x==a[low])returnlow;}return –1;}答案解析:1.答:C。
算法设计与分析基础课后习题答案(中文版)
Program算法设计与分析基础中文版答案习题1.15..证明等式gcd(m,n)=gcd(n,m mod n)对每一对正整数m,n都成立.Hint:根据除法的定义不难证明:●如果d整除u和v, 那么d一定能整除u±v;●如果d整除u,那么d也能够整除u的任何整数倍ku.对于任意一对正整数m,n,若d能整除m和n,那么d一定能整除n和r=m mod n=m-qn;显然,若d能整除n和r,也一定能整除m=r+qn和n。
数对(m,n)和(n,r)具有相同的公约数的有限非空集,其中也包括了最大公约数。
故gcd(m,n)=gcd(n,r)6.对于第一个数小于第二个数的一对数字,欧几里得算法将会如何处理?该算法在处理这种输入的过程中,上述情况最多会发生几次?Hint:对于任何形如0<=m<n的一对数字,Euclid算法在第一次叠代时交换m和n, 即gcd(m,n)=gcd(n,m)并且这种交换处理只发生一次.7.a.对于所有1≤m,n≤10的输入, Euclid算法最少要做几次除法?(1次)b. 对于所有1≤m,n≤10的输入, Euclid算法最多要做几次除法?(5次)gcd(5,8)习题1.21.(农夫过河)P—农夫W—狼G—山羊C—白菜2.(过桥问题)1,2,5,10---分别代表4个人, f—手电筒4. 对于任意实系数a,b,c, 某个算法能求方程ax^2+bx+c=0的实根,写出上述算法的伪代码(可以假设sqrt(x)是求平方根的函数)算法Quadratic(a,b,c)//求方程ax^2+bx+c=0的实根的算法//输入:实系数a,b,c//输出:实根或者无解信息If a≠0D←b*b-4*a*cIf D>0temp←2*ax1←(-b+sqrt(D))/tempx2←(-b-sqrt(D))/tempreturn x1,x2else if D=0 return –b/(2*a)else return “no real roots”else //a=0if b≠0 return –c/belse //a=b=0if c=0 return “no real numbers”else return “no real roots”5.描述将十进制整数表达为二进制整数的标准算法a.用文字描述b.用伪代码描述解答:a.将十进制整数转换为二进制整数的算法输入:一个正整数n输出:正整数n相应的二进制数第一步:用n除以2,余数赋给Ki(i=0,1,2...),商赋给n第二步:如果n=0,则到第三步,否则重复第一步第三步:将Ki按照i从高到低的顺序输出b.伪代码算法DectoBin(n)//将十进制整数n转换为二进制整数的算法//输入:正整数n//输出:该正整数相应的二进制数,该数存放于数组Bin[1...n]中i=1while n!=0 do {Bin[i]=n%2;n=(int)n/2;i++;}while i!=0 do{print Bin[i];i--;}9.考虑下面这个算法,它求的是数组中大小相差最小的两个元素的差.(算法略) 对这个算法做尽可能多的改进.算法MinDistance(A[0..n-1])//输入:数组A[0..n-1]//输出:the smallest distance d between two of its elements习题1.31.考虑这样一个排序算法,该算法对于待排序的数组中的每一个元素,计算比它小的元素个数,然后利用这个信息,将各个元素放到有序数组的相应位置上去.a.应用该算法对列表”60,35,81,98,14,47”排序b.该算法稳定吗?c.该算法在位吗?解:a. 该算法对列表”60,35,81,98,14,47”排序的过程如下所示:b.该算法不稳定.比如对列表”2,2*”排序c.该算法不在位.额外空间for S and Count[] 4.(古老的七桥问题)习题1.41.请分别描述一下应该如何实现下列对数组的操作,使得操作时间不依赖数组的长度. a.删除数组的第i 个元素(1<=i<=n)b.删除有序数组的第i 个元素(依然有序) hints:a. Replace the i th element with the last element and decrease the array size of 1b. Replace the ith element with a special symbol that cannot be a value of the array ’s element(e.g., 0 for an array of positive numbers ) to mark the i th position is empty. (“lazy deletion ”)第2章 习题2.17.对下列断言进行证明:(如果是错误的,请举例) a. 如果t(n )∈O(g(n),则g(n)∈Ω(t(n)) b.α>0时,Θ(αg(n))= Θ(g(n)) 解:a. 这个断言是正确的。
《计算机算法-设计与分析导论》课后习题答案
它的工作流程如下:首先在未排序序列(初始时为整个序列)中选择其中最大的元素max ,然后将该元素同未排序序列中的最后一个元素交换。
这时,max 元素就包含在由每次的最大元素组成的已排序序列之中了,也就说这时的max 已经不在未排序序列之中了。
重复上述过程直到完成整个序(a) 写出Maxsort 算法。
其中待排序序列为E ,含有n 个元素,脚标为范围为0,,1n-。
void Maxsort(Element[] E) {int maxID = 0;for (int i=E.length; i>1; i--) {for (int j=0; j<i; j++) {if (E[j] > E[maxID]) maxID = k;}E[i] <--> E[maxID];}}最坏情况同平均情况是相同的都是11(1)()2n i n n C n i -=-==∑。
该算法通过连续几遍浏览序列实现。
排序策略是顺序比较相邻元素,如果这两个元素未排序则交换这两个元素的位置。
也就说,首先比较第一个元素和第二个元素,如果第一个元素大于第二个元素,这交换这两个元素的位置;然后比较第二个元素与第三个元素,按照需要交换两个元素的位置;起泡排序的最坏情况为逆序输入,比较次数为11(1)()2n i n n C n i -=-==∑。
(b) 最好情况为已排序,需要(n-1)次比较。
4.3:(a)归纳法:当n=1时显然成立,当n=2时经过一次起泡后,也显然最大元素位于末尾;现假设当n=k-1是,命题也成立,则当n=k时,对前k-1个元素经过一次起泡后,根据假设显然第k-1个元素是前k-1个元素中最大的,现在根据起泡定义它要同第k个元素进行比较,当k元素大于k-1元素时,它为k个元素中最大的,命题成立;当k元素小于k-1元素时,它要同k-1交换,这时处于队列末尾的显然时队列中最大的元素。
综上所述,当n=k时命题成立。
算法设计与分析-课后习题集答案
(2)当 时, ,所以,可选 , 。对于 , ,所以, 。
(3)由(1)、(2)可知,取 , , ,当 时,有 ,所以 。
11. (1)当 时, ,所以 , 。可选 , 。对于 , ,即 。
(2)当 时, ,所以 , 。可选 , 。对于 , ,即 。
(3)因为 , 。当 时, , 。所以,可选 , ,对于 , ,即 。
第二章
2-17.证明:设 ,则 。
当 时, 。所以, 。
第五章
5-4.SolutionType DandC1(int left,int right)
{while(!Small(left,right)&&left<right)
{int m=Divide(left,right);
所以n-1<=m<=n (n-1)/2;
O(n)<=m<=O(n2);
克鲁斯卡尔对边数较少的带权图有较高的效率,而 ,此图边数较多,接近完全图,故选用普里姆算法。
10.
T仍是新图的最小代价生成树。
证明:假设T不是新图的最小代价生成树,T’是新图的最小代价生成树,那么cost(T’)<cost(T)。有cost(T’)-c(n-1)<cost(t)-c(n-1),即在原图中存在一颗生成树,其代价小于T的代价,这与题设中T是原图的最小代价生成树矛盾。所以假设不成立。证毕。
13.template <class T>
select (T&x,int k)
{
if(m>n) swap(m,n);
if(m+n<k||k<=0) {cout<<"Out Of Bounds"; return false;}
算法设计与分析+习题参考答案
算法设计与分析+习题参考答案5..证明等式gcd(m,n)=gcd(n,m mod n)对每⼀对正整数m,n都成⽴.Hint:根据除法的定义不难证明:●如果d整除u和v, 那么d⼀定能整除u±v;●如果d整除u,那么d也能够整除u的任何整数倍ku.对于任意⼀对正整数m,n,若d能整除m和n,那么d⼀定能整除n和r=m mod n=m-qn;显然,若d能整除n和r,也⼀定能整除m=r+qn和n。
数对(m,n)和(n,r)具有相同的公约数的有限⾮空集,其中也包括了最⼤公约数。
故gcd(m,n)=gcd(n,r)6.对于第⼀个数⼩于第⼆个数的⼀对数字,欧⼏⾥得算法将会如何处理?该算法在处理这种输⼊的过程中,上述情况最多会发⽣⼏次?Hint:对于任何形如0<=m并且这种交换处理只发⽣⼀次.7.a.对于所有1≤m,n≤10的输⼊, Euclid算法最少要做⼏次除法?(1次)b. 对于所有1≤m,n≤10的输⼊, Euclid算法最多要做⼏次除法?(5次)gcd(5,8)习题1.21.(农夫过河)P—农夫W—狼G—⼭⽺C—⽩菜2.(过桥问题)1,2,5,10---分别代表4个⼈, f—⼿电筒4. 对于任意实系数a,b,c, 某个算法能求⽅程ax^2+bx+c=0的实根,写出上述算法的伪代码(可以假设sqrt(x)是求平⽅根的函数)算法Quadratic(a,b,c)//求⽅程ax^2+bx+c=0的实根的算法//输⼊:实系数a,b,c//输出:实根或者⽆解信息D←b*b-4*a*cIf D>0temp←2*ax1←(-b+sqrt(D))/tempx2←(-b-sqrt(D))/tempreturn x1,x2else if D=0 return –b/(2*a)else return “no real roots”else //a=0if b≠0 return –c/belse //a=b=0if c=0 return “no real numbers”else return “no real roots”5.描述将⼗进制整数表达为⼆进制整数的标准算法a.⽤⽂字描述b.⽤伪代码描述解答:a.将⼗进制整数转换为⼆进制整数的算法输⼊:⼀个正整数n输出:正整数n相应的⼆进制数第⼀步:⽤n除以2,余数赋给Ki(i=0,1,2...),商赋给n第⼆步:如果n=0,则到第三步,否则重复第⼀步第三步:将Ki按照i从⾼到低的顺序输出b.伪代码算法DectoBin(n)//将⼗进制整数n转换为⼆进制整数的算法//输⼊:正整数n//输出:该正整数相应的⼆进制数,该数存放于数组Bin[1...n]中i=1while n!=0 do {Bin[i]=n%2;n=(int)n/2;i++;}while i!=0 do{print Bin[i];i--;}9.考虑下⾯这个算法,它求的是数组中⼤⼩相差最⼩的两个元素的差.(算法略) 对这个算法做尽可能多的改进.算法MinDistance(A[0..n-1])//输⼊:数组A[0..n-1]//输出:the smallest distance d between two of its elements习题1.31.考虑这样⼀个排序算法,该算法对于待排序的数组中的每⼀个元素,计算⽐它⼩的元素个数,然后利⽤这个信息,将各个元素放到有序数组的相应位置上去.a.应⽤该算法对列表‖60,35,81,98,14,47‖排序b.该算法稳定吗?c.该算法在位吗?解:a. 该算法对列表‖60,35,81,98,14,47‖排序的过程如下所⽰:b.该算法不稳定.⽐如对列表‖2,2*‖排序c.该算法不在位.额外空间for S and Count[]4.(古⽼的七桥问题)习题1.41.请分别描述⼀下应该如何实现下列对数组的操作,使得操作时间不依赖数组的长度. a.删除数组的第i 个元素(1<=i<=n)b.删除有序数组的第i 个元素(依然有序) hints:a. Replace the i th element with the last element and decrease the array size of 1b. Replace the ith element with a special symbol that cannot be a value of the array ’s element(e.g., 0 for an array of positive numbers ) to mark the i th position is empty. (―lazy deletion ‖)第2章习题2.17.对下列断⾔进⾏证明:(如果是错误的,请举例) a. 如果t(n )∈O(g(n),则g(n)∈Ω(t(n)) b.α>0时,Θ(αg(n))= Θ(g(n)) 解:a. 这个断⾔是正确的。
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算法实现题3-7 数字三角形问题
问题描述:
给定一个由n行数字组成的数字三角形,如图所示。
试设计一个算法,计算出从三角形的顶至底的一条路径,使该路径经过的数字总和最大。
编程任务:
对于给定的由n行数字组成的数字三角形,编程计算从三角形的顶至底的路径经过的数字和的最大值。
数据输入:
有文件input.txt提供输入数据。
文件的第1行是数字三角形的行数n,1<=n<=100。
接下来的n行是数字三角形各行的数字。
所有数字在0-99之间。
结果输出:
程序运行结束时,将计算结果输出到文件output.txt中。
文件第1行中的数是计算出的最大值。
输入文件示例输出文件示
例 input.txt output.txt 5 30 7 3 8 8 1 0 2 7 4 4 4 5 2 6 5
源程序:
#include "stdio.h" voidmain()
{ intn,triangle[100][100],i,j;//triangle数组用来存储金字塔数值,n表示行数 FILE *in,*out;//定义in,out两个文件指针变量
in=fopen("input.txt","r");
fscanf(in,"%d",&n);//将行数n读入到变量n中
for(i=0;i<n;i++)//将各行数值读入到数组triangle中
for(j=0;j<=i;j++)
fscanf(in,"%d",&triangle[i][j]);
for(int row=n-2;row>=0;row--)//从上往下递归计算
for(int col=0;col<=row;col++)
if(triangle[row+1][col]>triangle[row+1][col+1])
triangle[row][col]+=triangle[row+1][col];
else
triangle[row][col]+=triangle[row+1][col+1];
out=fopen("output.txt","w");
fprintf(out,"%d",triangle[0][0]);//将最终结果输出到output.txt中 }
算法实现题4-9 汽车加油问题
问题描述:
一辆汽车加满油后可行驶nkm。
旅途中有若干加油站。
设计一个有效算法,指出应在哪些加油站停靠加油,使沿途加油次数最少。
并证明算法能产出一个最优解。
编程任务:
对于给定的n和k个加油站位置,编程计算最少加油次数。
数据输入:
由文件input.txt给出输入数据。
第1行有2个正整数n和k ,表示汽车加满油后可行驶nkm,且旅途中有k个加油站。
接下来的1行中,有k+1个整数,表示第k个加油站与第k-1个加油站之间的距离。
第
0个加油站表示出发地,汽车已加满油。
第k+1个加油站表示目的地。
结果输出:
将编程计算出的最少加油次数输出到文件output.txt。
如果无法到达目的地,则输出"No Solution“。
输入文件示例输出文件示例
input.txt output.txt 7 7 4 1 2 3 4 5 1 6 6
源程序:
#include"stdio.h" void main()
{ FILE *in,*out;
inti,s,n,k,x[100],sum=0;//x数组用来存储距离,sum表示加油次数,s 表示加油后行驶的距离 in=fopen("input.txt","r"); //读入n,k以及距
离 fscanf(in,"%d",&n); fscanf(in,"%d",&k);
for(i=0;i<=k;i++) fscanf(in,"%d",&x[i]);
for(i=0;i<=k;i++){ if(x[i]>n) printf("No Solution!");}
for(i=0,s=0;i<=k;i++){
s+=x[i]; if(s>n) {sum++; s=x[i];}
}
out=fopen("output.txt","w");//输出结果sum到output.txt中
fprintf(out,"%d",sum); }
算法实现题 5-15最佳调度问题
问题描述:
假设有n个任务由k个可并行工作的机器来完成。
完成任务i需要
的时间为ti。
试设计一个算法找到出完成这个n个任务的最佳调度,使得完成全部任务的时间最早。
编程任务:
对任意给定的整数n和k,以及完成任务i需要的时间为ti,i=1-n。
编程计算完成这n个任务的最佳调度。
数据输入:
由文件input.txt给出输入数据。
第1 行有2个正整数n 和k。
第2行的n个正整数是完成n 根任务需要的时间。
结果输出:
将计算出的完成全部任务的最早时间输出到文件output.txt。
输入文件示例输出文件示例
input.txt output.txt
7 3 17 2 14 4 16 6 5 3
源程序:
#include"stdio.h"
intlen[100],t[100],best=1000,n,k;
int comp()//comp函数用来计算完成时间 { inttmp=0;
for(inti=0;i<k;i++)
if(len[i]>tmp)
tmp=len[i];
returntmp; }
void search(intdep)//search函数用来回溯搜索
{ if(dep==n){ inttmp=comp();
if(tmp<best) best=tmp; return;}
for(inti=0;i<k;i++){ len[i]+=t[dep];
if(len[i]<best) search(dep+1);
len[i]-=t[dep];} }
void main()
{ FILE *in,*out;
in=fopen("input.txt","r");//读入n,k以及每个任务需要时间t[i] fscanf(in,"%d",&n);
fscanf(in,"%d",&k);
for(inti=0;i<n;i++)
{ fscanf(in,"%d",&t[i]); len[i]=0;}
search(0);//第一个任务开始搜索
out=fopen("output.txt","w");
fprintf(out,"%d",best);
}。