《算法设计与分析》递归算法典型例题

合集下载

递归算法及经典例题详解

递归算法及经典例题详解

递归算法及经典例题详解
1.什么是递归
递归简单来说就是在运行过程中不断调用自己,直到碰到终止条件,返回结果的过程。

递归可以看作两个过程,分别是递和归。

递就是原问题把要计算的结果传给子问题;归则是子问题求出结果后,把结果层层返回原问题的过程。

下面设一个需要经过三次递归的问题,为大家详细看一下递归的过程:当然,现实中我们遇到递归问题是不会按照图中一样一步一步想下来,主要还是要掌握递归的思想,找到每个问题中的规律。

2.什么时候使用递归
递归算法无外乎就是以下三点:1.大问题可以拆分为若干小问题2.原问题与子问题除数据规模不同,求解思路完全相同3.存在递归终止条件
而在实际面对递归问题时,我们还需要考虑第四点:
当不满足终止条件时,要如何缩小函数值并让其进入
下一层循环中
3.递归的实际运用(阶层计算)
了解了大概的思路,现在就要开始实战了。

下面我们来看一道经典例题:
求N的阶层。

首先按照思路分析是否可以使用递归算法:
1.N!可以拆分为(N-1)!*N
2.(N-1)!与N!只有数字规模不同,求解思路相同
3.当N=1时,结果为1,递归终止
满足条件,可以递归:
publicstaticintFactorial(int num){if(num==1){return num;}return num*Factorial(num-1);}
而最后的return,便是第四步,缩小参数num的值,让递归进入下一层。

一般来说,第四步往往是最难的,需要弄清该如何缩
小范围,如何操作返回的数值,这一步只能通过不断
地练习提高了(当然如果你知道问题的数学规律也是
可以试出来的)。

算法设计与分析习题答案

算法设计与分析习题答案

算法设计与分析习题答案算法设计与分析是计算机科学中一个重要的领域,它涉及到算法的创建、优化以及评估。

以下是一些典型的算法设计与分析习题及其答案。

习题1:二分查找算法问题描述:给定一个已排序的整数数组,编写一个函数来查找一个目标值是否存在于数组中。

答案:二分查找算法的基本思想是将数组分成两半,比较中间元素与目标值的大小,如果目标值等于中间元素,则查找成功;如果目标值小于中间元素,则在左半部分继续查找;如果目标值大于中间元素,则在右半部分继续查找。

这个过程会不断重复,直到找到目标值或搜索范围为空。

```pythondef binary_search(arr, target):low, high = 0, len(arr) - 1while low <= high:mid = (low + high) // 2if arr[mid] == target:return Trueelif arr[mid] < target:low = mid + 1else:high = mid - 1return False```习题2:归并排序算法问题描述:给定一个无序数组,使用归并排序算法对其进行排序。

答案:归并排序是一种分治算法,它将数组分成两半,分别对这两半进行排序,然后将排序好的两半合并成一个有序数组。

```pythondef merge_sort(arr):if len(arr) > 1:mid = len(arr) // 2left_half = arr[:mid]right_half = arr[mid:]merge_sort(left_half)merge_sort(right_half)i = j = k = 0while i < len(left_half) and j < len(right_half): if left_half[i] < right_half[j]:arr[k] = left_half[i]i += 1else:arr[k] = right_half[j]j += 1k += 1while i < len(left_half):arr[k] = left_half[i]i += 1k += 1while j < len(right_half):arr[k] = right_half[j]j += 1k += 1arr = [38, 27, 43, 3, 9, 82, 10]merge_sort(arr)print("Sorted array is:", arr)```习题3:动态规划求解最长公共子序列问题问题描述:给定两个序列,找到它们的最长公共子序列。

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

算法设计与分析基础习题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。

《算法设计与分析》递归算法典型例题

《算法设计与分析》递归算法典型例题

2. 算法构造
设皇帝有 count 个王子,
property[count]=count;
for (i=count-1; i>=1; i--)
{
if (property[i+1]%9!=0 )
break;
// 数目不符跳出 for 循环
else
property[i]=property[i+1]*10/9+i; //计算到第 i 个王子时剩余份数
四、 实验过程
(一) 题目一:…… 1. 题目分析 由已知可得,运动会最后一天剩余的金牌数 gold 等于运动会举行的天数由此可倒推每一 天的金牌剩余数,且每天的金牌数应为 6 的倍数。 2. 算法构造 设运动会举行了 N 天, If(i==N)Gold[i]=N; Else gold[i]=gold[i+1]*7/6+i;
3. 算法实现
#include <iostream> // 预编译命令
using namespace std;
void main()
//主函数
{
int i=0;
int num[9];
//定义储存数组
num[8]=6;
//到终点站车上还有六人
for(i=7; i>=2; i--)
num[i]=2*(num[i+1]-8+i); //计算到第 i 站车上的人数
//主函数
{
int i=0;
int fish[6];
//定义储存数组各天剩余金鱼数
fish[5]=11;
for (i=4; i>=1; i--)
fish[i]=(fish[i+1]*(i+1)+1)/i; //计算到第 i 天剩余金鱼条数

递归算法题目

递归算法题目

《递归算法题目》
同学们,今天咱们来聊聊递归算法题目。

啥是递归算法呢?简单说,就是一个函数自己调用自己。

听起来有点绕,对吧?别担心,咱们通过例子来理解。

比如说,计算阶乘。

咱们要算 5 的阶乘,也就是5! 。

正常算法是
5×4×3×2×1 ,那用递归算法呢,就是这样:先定义一个函数,假设叫factorial ,如果要算n 的阶乘,当n 等于0 或者 1 时,结果就是 1 ;如果n 大于 1 ,那结果就是n 乘以factorial(n - 1) 。

再比如,计算斐波那契数列。

这个数列前两个数是0 和 1 ,从第三个数开始,每个数都是前两个数的和。

用递归算法,咱们也能搞定。

那为啥要学递归算法呢?因为它能让一些复杂的问题变得简单。

就像走迷宫,有时候直接往前走找不到出口,但是退一步,换个角度,可能就柳暗花明啦。

不过,递归算法也有它的小麻烦。

要是不小心,可能会陷入无限循环,就像在一个圈圈里一直转,出不来啦。

那怎么才能做好递归算法的题目呢?首先,得把问题分析清楚,搞明白啥时候该停止递归。

然后,要仔细设计递归的条件和步骤。

同学们,递归算法就像一把神奇的钥匙,能打开很多难题的大门。

只要咱们多练习,多思考,就一定能掌握它,让它为咱们的编程之路助力!
加油吧,同学们,相信你们都能搞定递归算法题目!。

递归的经典例子

递归的经典例子

递归的经典例子
1. 算数学题的时候啊,像计算一个数的阶乘,这就是一个递归的经典例子呀!比如说计算 5 的阶乘,不就是 5 乘以 4 的阶乘嘛,而 4 的阶乘又等于 4 乘以 3 的阶乘,依次类推,这多有意思啊!
2. 还有走迷宫呢,你想想,当你在迷宫里遇到岔口,你选择一条路走,然后又遇到岔口,又继续选择,这不就跟递归很像嘛!你不断地进入更小的问题去探索,直到找到出口,这难道不是很神奇吗?
3. 画树也可以用递归呀!先画一个树干,然后树干上又分出树枝,每个树枝又可以当作新的树干去继续分树枝,这不就跟递归的过程一样嘛,哇塞,这样就能画出一棵复杂又漂亮的树啦!
4. 你知道汉诺塔游戏不?那就是典型的递归例子哟!要把盘子从一个柱子移到另一个柱子,不就得不断地用递归的方法去解决嘛,天啊,真是好烧脑又好有趣!
5. 再来说说我们电脑里的文件系统,那也是递归的体现呀!文件夹里有子文件夹,子文件夹里还有子文件夹,就这么一层层下去,像不像递归在大展身手呢?
6. 回忆一下我们看电影的时候,很多故事里不是也有类似递归的情节嘛!主角解决一个问题又引出新的问题,然后一直这么循环,这也可以说是一种故事里的递归呀,多有意思的发现呀!
总之,递归在生活中无处不在,它就像一把神奇的钥匙,能打开很多复杂问题的大门,给我们带来惊喜和挑战!。

算法设计与分析常见习题及详解

算法设计与分析常见习题及详解

算法设计与分析常见习题及详解⽆论在以后找⼯作还是⾯试中,都离不开算法设计与分析。

本博⽂总结了相关算法设计的题⽬,旨在帮助加深对贪⼼算法、动态规划、回溯等算法的理解。

1、计算下述算法执⾏的加法次数:输⼊:n =2^t //t 为整数输出:加法次数 k K =0while n >=1 do for j =1 to n do k := k +1 n = n /2return k解析:第⼀次循环执⾏n次加法,第⼆次循环执⾏1/2次加法,第三次循环执⾏1/次加法…因此,上述算法执⾏加法的次数为==2n-12、考虑下⾯每对函数 f(n) 和 g(n) ,如果它们的阶相等则使⽤Θ记号,否则使⽤ O 记号表⽰它们的关系解析:前导知识:,因为解析:,因为解析:,因为解析:解析:3、在表1.1中填⼊ true 或 false解析:利⽤上题的前导知识就可以得出。

2=21/4n +n +21n +41...+1n +n −n +21n −21n +41....−1f (n )=(n −2n )/2,g (n )=6n1<logn <n <nlogn <n <2n <32<n n !<n ng (n )=O (f (n ))f (n )=Θ(n ),g (n )=2Θ(n )f (n )=n +2,g (n )=n n 2f (n )=O (g (n ))f (n )=Θ(n ),g (n )=Θ(n )2f (n )=n +nlogn ,g (n )=n nf (n )=O (g (n ))f (n )=Θ(nlogn ),g (n )=Θ(n )23f (n )=2(log ),g (n )=n 2logn +1g (n )=O (f (n ))f (n )=log (n !),g (n )=n 1.05f (n )=O (g (n ))4、对于下⾯每个函数 f(n),⽤f(n) =Θ(g(n))的形式,其中g(n)要尽可能简洁,然后按阶递增序排列它们(最后⼀列)解析:最后⼀个⽤到了调和公式:按阶递增的顺序排列:、、、、、、、、、(n −2)!=Θ((n −2)!)5log (n +100)=10Θ(logn )2=2n Θ(4)n 0.001n +43n +31=Θ(n )4(lnn )=2Θ(ln n )2+3n logn =Θ()3n 3=n Θ(3)n log (n !)=Θ(nlogn )log (n )=n +1Θ(nlogn )1++21....+=n1Θ(logn )=∑k =1nk 1logn +O (1)1++21....+n 15log (n +100)10(lnn )2+3n logn log (n !)log (n )n +10.001n +43n +313n 22n (n −2)!5、求解递推⽅程前导知识:主定理前导知识:递归树:例⼦:递归树是⼀棵节点带权的⼆叉树,初始递归树只有⼀个结点,标记为权重W(n),然后不断进⾏迭代,最后直到树种不再含有权为函数的结点为⽌,然后将树根结点到树叶节点的全部权值加起来,即为算法的复杂度。

算法设计与分析课后习题

算法设计与分析课后习题

1、实验内容递归求n的二次方各项的系数。

2、程序设计代码如下:#include"stdio.h"void coeff(int a[],int n)if(n==1)a[1]=1;a[2]=1;elsecoeff(a,n-1);a[n+1]=1;for(int i=n;i>=2;i=i-1)a[i]=a[i]+a[i-1];a[1]=1;void main()int a[100],i,n;printf("输入n的值:");scanf("%d",&n);coeff(a,n);for(i=1;i<=n+1;i++)printf(" %d ",a[i]);printf("\n");1、实验内容写出计算ackerman函数ack(m,n)的递归计算函数。

2、程序设计代码如下:#include "stdio.h"int ack(int m,int n)if(m==0)return n+1;else if(n==0)return ack(m-1,1);elsereturn ack(m-1,ack(m,m-1));void main()int m,n,z;printf("input m and n:");scanf("%d %d",&m,&n);if(m<0 && n<0)printf("error input!");elsez=ack(m,n);printf("%d\n",z);第四章例15 求数列的最大子段和给定n个元素的整数列(可能为负整数)a1,a2,…..,an。

求形如:ai,ai+1,……aj i,j=1,…..,n,i<=j的子段,使其和为最大。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(4)某路公共汽车,总共有八站,从一号站发轩时车上已有 n 位乘客,到了第二站先下一 半乘客,再上来了六位乘客;到了第三站也先下一半乘客,再上来了五位乘客,以后每到一站都 先下车上已有的一半乘客,再上来了乘客比前一站少一个……,到了终点站车上还有乘客六人, 问发车时车上的乘客有多少?
(5)猴子吃桃。有一群猴子摘来了一批桃子,猴王规定每天只准吃一半加一只(即第二天 吃剩下的一半加一只,以此类推),第九天正好吃完,问猴子们摘来了多少桃子?
//返总金鱼数
}
4. 运行结果
(四)题目四:……
1. 题目分析
有到终点站时车上的乘客数可求得到任意一站的乘客人数,到第二站时车上的乘客数目
即为发车时车上的乘客数。
2. 算法构造
num[8]=6;
//到终点站车上还有六人
for(i=7; i>=2; i--)
num[i]=2*(num[i+1]-8+i); //计算到第 i 站车上的人数
cout<<"发车时车上有"<<num[2]<<"位乘客"<<endl;
//返总发站人数,即为到第二站时
车上人数
}
4. 运行结果
(五)题目五:…… 1. 题目分析
可假设有第十天,则第十天剩余的桃子数目为 0,由此递推可得每一天剩余的桃子数目。
第一天的桃子数目即为猴子摘桃子的总数。
2. 算法构造
num[10]=0;
算法递归典型例题
实验一:递归策略运用练习
三、 实验项目
1.运用递归策略设计算法实现下述题目的求解过程。 题目列表如下: (1)运动会开了 N 天,一共发出金牌 M 枚。第一天发金牌 1 枚加剩下的七分之一枚,第 二天发金牌 2 枚加剩下的七分之一枚,第 3 天发金牌 3 枚加剩下的七分之一枚,以后每天都照此 办理。到了第 N 天刚好还有金牌 N 枚,到此金牌全部发完。编程求 N 和 M。 (2)国王分财产。某国王临终前给儿子们分财产。他把财产分为若干份,然后给第一个儿 子一份,再加上剩余财产的 1/10;给第二个儿子两份,再加上剩余财产的 1/10;……;给第 i 个儿子 i 份,再加上剩余财产的 1/10。每个儿子都窃窃自喜。以为得到了父王的偏爱,孰不知国 王是“一碗水端平”的。请用程序回答,老国王共有几个儿子?财产共分成了多少份? 源程序:
cout <<"运动会开了"<<count<<"天"<< endl;
//返回天数
cout<<"总共发了"<<gold[1]<<"枚金牌"<<endl;
//返回金牌数
}
4. 运行结果
(二) 题目二:……
1. 题目分析
由已知可得,最后一个儿子得到的遗产份数即为王子数目,由此可得到每个儿子得到的
遗产份数,在对遗产数目进行合理性判断可得到符合要求的结果。
(3)出售金鱼问题:第一次卖出全部金鱼的一半加二分之一条金鱼;第二次卖出乘余金鱼 的三分之一加三分之一条金鱼;第三次卖出剩余金鱼的四分之一加四分之一条金鱼;第四次卖出 剩余金鱼的五分之一加五分之一条金鱼;现在还剩下 11 条金鱼,在出售金鱼时不能把金鱼切开 或者有任何破损的。问这鱼缸里原有多少条金鱼?
gold[count]=count;
for (i=count-1; i>=1; i--)
{
if (gold[i+1]%6!=0 )
break; // 跳出 for 循环
else
gold[i]=gold[i+1]*7/6+i; //计算第 i 天剩余的金牌数
}
} while( i>=1 );
// 当 i>=1 继续做 do 循环
}
} while( i>=1 );
// 当 i>=1 继续做 do 循环
cout <<"皇帝有"<<count<<"个儿子"<< endl;
//返回王子数
cout<<"遗产被分成"<<property[1]<<"份"<<endl;
//返回遗产份数
}
4. 运行结果
(三)题目三:……
1. 题目分析
由最后一天的金鱼数目,可递推得到每天的金鱼数目,第一天的数目即为金鱼总数。
cout<<"全书共有"<<num[1]<<"页"<<endl; }
4. 运行结果
//输出总页数,即第一天吃前的数目
(七)题目七:…… 1. 题目分析 由已知可得,第一个儿子得到的橘子数目为平均数的一半,由此可得到第一个儿子原先 的橘子数目,而第 i 个儿子原先的橘子数目可由递推公式得到; 2. 算法构造
//第 n 天吃前的桃子数
for(i=9; i>=1; i--)
3. 算法实现
num[i]=2*(num[i+1]+1); //计算到第 i 天剩余的桃子数算法实现
#include <iostream> // 预编译命令
using namespace std;
void main()
//主函数
{
int i=0;
2. 算法构造
设皇帝有 count 个王子,
property[count]=count;
for (i=count-1; i>=1; i--)
{
if (property[i+1]%9!=0 )
break;
// 数目不符跳出 for 循环
else
property[i]=property[i+1]*10/9+i; //计算到第 i 个王子时剩余份数
//主函数
{
int i=0;
int fish[6];
//定义储存数组各天剩余金鱼数
fish[5]=11;
for (i=4; i>=1; i--)
fish[i]=(fish[i+1]*(i+1)+1)/i; //计算到第 i 天剩余金鱼条数
cout<<"浴缸里原有金鱼"<<fish[1]<<"条"<<endl;
(6)小华读书。第一天读了全书的一半加二页,第二天读了剩下的一半加二页,以后天天 如此……,第六天读完了最后的三页,问全书有多少页?
(7)日本著名数学游戏专家中村义作教授提出这样一个问题:父亲将 2520 个桔子分给六个 儿子。分完 后父亲说:“老大将分给你的桔子的 1/8 给老二;老二拿到后连同原先的桔子分 1/7 给老三;老三拿到后连同原先的桔子分 1/6 给老四;老四拿到后连同原先的桔子分 1/5 给老五; 老五拿到后连同原先的桔子分 1/4 给老六;老六拿到后连同原先的桔子分 1/3 给老大”。结果大 家手中的桔子正好一样多。问六兄弟原来手中各有多少桔子?
if(i==0) { a[i]=(ave-ave/2)*(8-i)/(8-i-1); left=a[i]-ave/2; } else { a[i]=ave*(8-i)/(8-i-1)-left; left=ave/(8-i-1); }
//第一个儿子的数目
//由 left 求第 i+1 个儿子的橘子数目 //第 i+1 个儿子得到的橘子数目
的数目
}
4. 运行结果
(六)题目六:……
1. 题目分析
由第六天剩余的页数可递推得到每天的剩余页数,第一天的页数即为全书的页数
2. 算法构造
num[6]=3;
//到第 n 天时剩余的页数
for(i=5; i>=1; i--)
num[i]=2*(num[i+1]+2); //计算到第 i 天剩余的页数
3. 算法实现
}
}
for(i=0;i<6;i++)
cout<<"第"<<i+1<<"个儿子原先手中的的橘子数为"<<a[i]<<endl;
//输出每个儿子原先手中的橘子数目}4. 运行结果}
3. 算法实现
#include <iostream>
// 预编译命令
using namespace std;
void main()
//主函数
{
int i=0,count=0; //count 表示国王的儿子数
int property[100];
//定义储存数组,表示分配到每个王子时剩余份数
do
{
count=count+9;
3. 算法实现
#include <iostream> // 预编译命令
using namespace std;
void main()
//主函数
{
int i=0;
int num[9];
//定义储存数组
num[8]=6;
//到终点站车上还有六人
for(i=7; i>=2; i--)
num[i]=2*(num[i+1]-8+i); //计算到第 i 站车上的人数
#include <iostream> // 预编译命令
using namespace std;
void main()
相关文档
最新文档