算法设计与分析

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算法设计与分析

算法设计与分析实验报告

姓名:888

学号:129074999

老师:许精明

实验1:杨辉三角

解法思路:

根据杨辉三角中除最外层(不包括杨辉三角底边)的数为1外,其余的数都是它肩上两个数之和这一性质,用数组输出杨辉三角。

根据杨辉三角的第n行恰好是C(n,0)~C(n,n),可以不用数组输出,而用动态规划。这里的C表示组合。

注:由于为了便于控制输出格式,程序中的最大输出行确定的较小,但程序本身并没有错误。若要输出更多行,需要增加控制输出格式的语句。

解法一:数组

#include

void print(int *row,int n)

{

int i;

for(i=1;i

{

if(row[i]!=0)

{

printf("%d",row[i]);

row[i]=0;//置为初始态,方便保存下一行

}

else

printf(" ");

}

printf("\n");

}

void initia(int num)

{

int up_row[20];

int next_row[20];

int i,j;

for(i=0;i<=num*2;i++)

{

up_row[i]=0;

next_row[i]=0;

}

up_row[num]=next_row[num]=1;

for(i=0;i

{

for(j=1;j

{

up_row[j]=next_row[j];//保存当前输出行

}

print(next_row,num+i+1);//本行输出的有效数据个数为当前行数

for(j=1;j<=num+i+1;j++)//0号位的值保留以便下行计算

{

next_row[j]=up_row[j-1]+up_row[j+1];//下一行相应位置的值是上一行相应位置左右值的和

}

}

}

int main(void)

{

int num_row;

printf("确定行数(小于10):");

scanf("%d",&num_row);

initia(num_row);

return 0;

}

运行截图:

解法二:动态规划

#include

#define MAXH 31

int main(void)

{

unsigned long num[MAXH]={0};

int i,j;

int n;

printf("Input a number to set row:");

scanf("%d",&n);

num[0]=1;

for(i=0;i

{

for(j=i;j>0;j--)

{

num[j] = num[j] + num[j-1];

printf(" %d ",num[j]);

}

printf(" %d \n",1);

}

return 0;

}

运行截图:

实验二:0-1背包

问题描述:给定n 种物品和一背包,物品i 的重量是wi ,其价值为vi ,背包的容量为C 。应如何选择装入背包的物品(物品不能分割),使得装入背包中物品的总价值最大。 程序实现:

运行截图:

实验三:斐波那挈数列

运行截图:

算法设计与分析习题答案1-6章

习题1 1. 图论诞生于七桥问题。出生于瑞士的伟大数学家欧拉(Leonhard Euler ,1707—1783)提出并解决了该问题。七桥问题是这样描述的:一个人是否能在一次步行中穿越哥尼斯堡(现 在叫加里宁格勒,在波罗的海南岸)城中全部的七座桥后回到起点,且每座桥只经过一次, 图是这条河以及河上的两个岛和七座桥的草 图。请将该问题的数据模型抽象出来,并判断此问题是否有解。 七桥问题属于一笔画问题。 输入:一个起点 输出:相同的点 1, 一次步行 2, 经过七座桥,且每次只经历过一次 3, 回到起点 该问题无解:能一笔画的图形只有两类:一类是所有的点都是偶点。另一类是只有二个奇点的图形。 2.在欧几里德提出的欧几里德算法中(即最初的欧几里德算法)用的不是除法而是减法。请用伪代码描述这个版本的欧几里德算法 =m-n 2.循环直到r=0 m=n n=r r=m-n 3 输出m 3.设计算法求数组中相差最小的两个元素(称为最接近数)的差。要求分别给出伪代码和C++描述。 编写程序,求n 至少为多大时,n 个“1”组成的整数能被2013整除。 #include using namespace std; int main() { double value=0; 图 七桥问题

for(int n=1;n<=10000 ;++n) { value=value*10+1; if(value%2013==0) { cout<<"n至少为:"< using namespace std; int main () { double a,b; double arctan(double x);圣经上说:神6天创造天地万有,第7日安歇。为什么是6天呢?任何一个自然数的因数中都有1和它本身,所有小于它本身的因数称为这个数的真因数,如果一个自然数的真因数之和等于它本身,这个自然数称为完美数。例如,6=1+2+3,因此6是完美数。神6天创造世界,暗示着该创造是完美的。设计算法,判断给定的自然数是否是完美数 #include using namespace std; int main() { int value, k=1; cin>>value; for (int i = 2;i!=value;++i) { while (value % i == 0 ) { k+=i;有4个人打算过桥,这个桥每次最多只能有两个人同时通过。他们都在桥的某一端,并且是在晚上,过桥需要一只手电筒,而他们只有一只手电筒。这就意味着两个人过桥后必须有一个人将手电筒带回来。每个人走路的速度是不同的:甲过桥要用1分钟,乙过桥要用2分钟,丙过桥要用5分钟,丁过桥要用10分钟,显然,两个人走路的速度等于其中较慢那个人的速度,问题是他们全部过桥最少要用多长时间? 由于甲过桥时间最短,那么每次传递手电的工作应有甲完成 甲每次分别带着乙丙丁过桥 例如: 第一趟:甲,乙过桥且甲回来

算法设计与分析实验报告贪心算法

算法设计与分析实验报告 贪心算法 班级:2013156 学号:201315614 姓名:张春阳哈夫曼编码 代码 #include float small1,small2; int flag1,flag2,count; typedefstructHuffmanTree { float weight; intlchild,rchild,parent; }huffman; huffmanhuffmantree[100]; void CreatHuffmanTree(intn,int m) { inti; void select(); printf("请输入%d个节点的权值:",n); for(i=0;i

printf("\n"); for(i=0;i

算法设计与分析习题答案1-6章.docx

习题 1 1.图论诞生于七桥问题。出生于瑞士的伟大数学家欧拉(Leonhard Euler ,1707— 1783) 提出并解决了该问题。七桥问题是这样描述的:北区 一个人是否能在一次步行中穿越哥尼斯堡(现 东区在叫加里宁格勒,在波罗的海南岸)城中全部岛区 的七座桥后回到起点,且每座桥只经过一次, 图是这条河以及河上的两个岛和七座桥的草南区 图。请将该问题的数据模型抽象出来,并判断图七桥问题 此问题是否有解。 七桥问题属于一笔画问题。 输入:一个起点 输出:相同的点 1,一次步行 2,经过七座桥,且每次只经历过一次 3,回到起点 该问题无解:能一笔画的图形只有两类:一类是所有的点都是偶点。另一类是只有二个 奇点的图形。 2.在欧几里德提出的欧几里德算法中(即最初的欧几里德算法)用的不是除法而是减法。请用伪代码描述这个版本的欧几里德算法 =m-n 2.循环直到 r=0 m=n n=r r=m-n 3输出 m 3.设计算法求数组中相差最小的两个元素(称为最接近数)的差。要求分别给出伪代 码和 C++描述。 编写程序,求 n 至少为多大时, n 个“1”组成的整数能被2013 整除。 #include using namespace std; int main() { double value=0;

for(int n=1;n<=10000 ;++n) { value=value*10+1; if(value%2013==0) { cout<<"n 至少为 :"< using namespace std; int main () { double a,b; double arctan(double x);圣经上说:神 6 天创造天地万有,第7 日安歇。为什么是6天呢?任何一个自然数的因数中都有 1 和它本身,所有小于它本身的因数称为这个数的真 因数,如果一个自然数的真因数之和等于它本身,这个自然数称为完美数。例如, 6=1+2+3,因此6 是完美数。神 6 天创造世界,暗示着该创造是完美的。设计算法,判断给定的自然数是否是完美数 #include using namespace std; int main() { int value, k=1; cin>>value; for (int i = 2;i!=value;++i) { while (value % i == 0 ) { k+=i;有 4 个人打算过桥,这个桥每次最多只能有两个人同时通过。他们都 在桥的某一端,并且是在晚上,过桥需要一只手电筒,而他们只有一只手电筒。这就意味 1着两个人过桥后必须有一个人将手电筒带回来。每个人走路的速度是不同的:甲过桥要用 分钟,乙过桥要用 2 分钟,丙过桥要用 5 分钟,丁过桥要用10 分钟,显然,两个人走路的 速度等于其中较慢那个人的速度,问题是他们全部过桥最少要用多长时间? 由于甲过桥时间最短,那么每次传递手电的工作应有甲完成 甲每次分别带着乙丙丁过桥 例如: 第一趟:甲,乙过桥且甲回来

算法设计与分析复习资料1

一 1.循环赛日程表问题的相关叙述。 2.算法运行时所需要占用的存储空间有? 3.动态规划法的求解步骤 4.解空间树是排列树的问题有。 5.分治法的步骤 6.就会场安排问题,贪心法的最佳贪心策略 7.快速排序法基准元素的选取方法 8.满足满m叉树的问题有? 9.分支限界法的解题步骤 10.事前分析法相关的影响因素有 11.用分治法求解的问题一般需要具备一些特征,主要有? 二 1.给定一个有向带权图G=(V,E),其中每条边的权是一个非负实数,另外,给定V中的一个顶点,称为源点。现在要计算从源点到所有其它各个顶点的最短路径长度,这里的路径长度是指路径上经过的所有边上的权值之和,这个问题通常称为单源最短路径问题。 2.采用回溯法可以求解0-1背包问题,其解空间的形式为:(x1,x2,…,xn)或n 元组。 3.当所给的问题是从n个元素的排列中找出满足某种性质的一个排列时,相应的解空间树称为排列树。 4.一个正在生成孩子的结点称为扩展结点。 5.子集树是用回溯法解题时经常遇到的一种典型的解空间树。当所给的问题是从n个元素组成的集合S中找出满足某种性质的一个子集时,相应的解空间树称为子集树。 6.当所给问题的n个元素中每一个元素均有m种选择,要求确定其中的一种选择,使得对这n个元素的选择结果组成的向量满足某种性质,即寻找满足某种特性的n个元素取值的一种组合,这类问题的解空间树称为满m叉树。 7.一个自身已生成但其孩子还没有全部生成的结点称为活结点 8.回溯法中,对于问题的一个实例,解向量满足显约束的所有n元组构成了该实例的一个解空间 9.分支限界法有两种:队列式分支限界法和优先队列式分支限界法。 10.分支限界法采用的是宽度优先搜索。 11.时间复杂性的度量方法通常有两种:事后统计法和事前分析估算法 12.一个所有孩子已经生成的结点称做死结点 13.在最小生成树的生成方法中,Kruskal算法从边的角度出发,每一次将图中的权值最小的边取出来,在不构成环的情况下,将该边加入最小生成树。 三 1.分治法字面上的解释是分而治之,就是把一个复杂的问题分成两个或更多的相同子问题,子问题相互独立,如果子问题还是不容易解决,再把子问题分成更小的子问题…,直到最后各个子问题可以简单地直接求解,对各个子问题递归求解,将子问题的解进行合并即得原问题的解。 2.动态规划法要求将大问题分解成规模较小的子问题,经分解得到的各个子问题往往不是相互独立的。在求解过程中,将已解决的子问题的解进行保存,在需要时可以轻松找出。采

算法设计与分析第2版 王红梅 胡明 习题答案

精品文档习题胡明-版)-王红梅-算法设计与分析(第2答案 1 习题)—1783Leonhard Euler,17071.图论诞生于七桥问题。出生于瑞士的伟大数学家欧拉(提 出并解决了该问题。七桥问题是这样描述的:北区一个人是否能在一次步行中穿越哥尼斯堡(现东区在叫加里宁格勒,在波罗的海南岸)城中全部岛区的七座桥后回到起点,且每座桥只经过一次,南区是这条河以及河上的两个岛和七座桥的图1.7 1.7 七桥问题图草图。请将该问题的数据模型抽象出来,并判断此问题是否有解。 七桥问题属于一笔画问题。 输入:一个起点 输出:相同的点一次步行1,经过七座桥,且每次只经历过一次2,回到起点3,该问题无解:能一笔画的图形只有两类:一类是所有的点都是偶点。另一类是只有二个奇点的图形。)用的不是除法而是减最初的欧几里德算法2.在欧几里德提出的欧几里德算法中(即法。请用伪代码描述这个版本的欧几里德算法 1.r=m-n r=0 循环直到2.m=n 2.1 n=r 2.2 r=m-n 2.3 m 输出3 .设计算法求数组中相差最小的两个元素(称为最接近数)的差。要求分别给出伪代3++描述。C码和 采用分治法// //对数组先进行快速排序在依次比较相邻的差//精品文档. 精品文档 #include using namespace std; int partions(int b[],int low,int high) { int prvotkey=b[low]; b[0]=b[low]; while (low=prvotkey)

算法设计与分析课程设计报告样本

课程设计报告 课程设计名称: 算法设计与分析 系 : 三系 学生姓名: 吴阳 班级: 12软件(2)班 学号: 0311232 成绩: 指导教师: 秦川 开课时间: 年一学期 一、问题描述 1.普通背包问题

给定n种物品和一个背包。物品i的重量是Wi,其价值为Vi,背包的容量为C。选择装入的背包的物品, 使得装入背包中的物品的总价值最大, 在选择物品i装入背包时, 能够选择物品i的一部分, 而不一定要全部装入背包, 1≤i≤n。 2.0/1背包问题 给定n种物品和一个背包。物品i的重量是Wi,其价值为Vi,背包的容量为C。选择装入的背包的物品, 使得装入背包中的物品的总价值最大, 在选择物品i装入背包时, 对于每种物品i只有两种选择, 即装入背包或者不装入背包, 不能将物品装入背包多次, 也不能只装入部分的物品i。 3.棋盘覆盖问题 在一个2k x 2k个方格组成的棋盘中恰有一个方格与其它的不同称为特殊方格, 想要求利用四种L型骨牌( 每个骨牌可覆盖三个方格) 不相互重叠覆盖的将除了特殊方格外的其它方格覆盖。 二、问题分析

1.普通背包问题 对于背包问题, 若它的一个最优解包含物品j, 则从该最优解中拿出所含的物品j的那部分重量W, 剩余的将是n-1个原重物品1, 2, ······, j-1, j+1, ·····, n以及重为Wi-W的物品j 中可装入容量为C-W的背包且具有最大价值的物品。 2.0/1背包问题 如果当前背包中的物品的总容量是cw, 前面的k-1件物品都已经决定好是否要放入包中, 那么第k件物品是否放入包中取决于不等式 cw + wk <= M (其中, wk为第k件物品的容量, M为背包的容量)( 此即约束条件) 然后我们再寻找限界函数, 这个问题比较麻烦, 我们能够回忆一下背包问题的贪心算法, 即物品按照物品的价值/物品的体积来从大到小排列, 然后最优解为( 1, 1, 1......., 1, t, 0, 0, ......) , 其中0<=t<=1; 因此, 我们在确定第k个物品到底要不要放入的时候(在前k-1个物品已经确定的情况下), 我们能够考虑我们能够达到的最大的价值, 即我们能够经过计算只放入一部分的k物品来计算最大的价值。我们要确保当前选择的路径的最大的价值要大于我们已经选择的路径的价值。这就是该问题的限界条件。经过该条件, 能够减去很多的枝条, 大大节省运行时间。 3.棋盘覆盖问题 每次都对分割后的四个小方块进行判断, 判断特殊方格是否

算法设计与分析课程设计(完整版)

HUNAN CITY UNIVERSITY 算法设计与分析课程设计 题目:求最大值与最小值问题 专业: 学号: 姓名: 指导教师: 成绩: 二0年月日

一、问题描述 输入一列整数,求出该列整数中的最大值与最小值。 二、课程设计目的 通过课程设计,提高用计算机解决实际问题的能力,提高独立实践的能力,将课本上的理论知识和实际有机的结合起来,锻炼分析解决实际问题的能力。提高适应实际,实践编程的能力。在实际的编程和调试综合试题的基础上,把高级语言程序设计的思想、编程巧和解题思路进行总结与概括,通过比较系统地练习达到真正比较熟练地掌握计算机编程的基本功,为后续的学习打下基础。了解一般程序设计的基本思路与方法。 三、问题分析 看到这个题目我们最容易想到的算法是直接比较算法:将数组的第 1 个元素分别赋给两个临时变量:fmax:=A[1]; fmin:=A[1]; 然后从数组的第 2 个元素 A[2]开始直到第 n个元素逐个与 fmax 和 fmin 比较,在每次比较中,如果A[i] > fmax,则用 A[i]的值替换 fmax 的值;如果 A[i] < fmin,则用 A[i]的值替换 fmin 的值;否则保持 fmax(fmin)的值不变。这样在程序结束时的fmax、fmin 的值就分别是数组的最大值和最小值。这个算法在最好、最坏情况下,元素的比较次数都是 2(n-1),而平均比较次数也为 2(n-1)。 如果将上面的比较过程修改为:从数组的第 2 个元素 A[2]开始直到第 n 个元素,每个 A[i]都是首先与 fmax 比较,如果 A[i]>fmax,则用 A[i]的值替换 fmax 的值;否则才将 A[i]与 fmin 比较,如果 A[i] < fmin,则用 A[i]的值替换 fmin 的值。 这样的算法在最好、最坏情况下使用的比较次数分别是 n-1 和 2(n-1),而平均比较次数是 3(n-1)/2,因为在比较过程中,将有一半的几率出现 A[i]>fmax 情况。

算法设计与分析考试重点归纳

算法设计考试重点整理 题型: 一选择题(10*2=20 分) 二简答题(4*5=20 分) 三应用题(3*10=30 分) 四算法题(3*10=30 分) 第一、二章 算法的定义:解某一特定问题的一组有穷规则的集合(对特定问题求解步骤的一种描述,是指令的有限序列) 算法的特征:1)有限性 2)确定性 3)输入 4)输出 5)能行性 算法分析的目的: 基本数据结构: 线性结构(元素之间是一对一的关系) 用顺序存储结构存储的线性表称为顺序表 用链式存储结构存储的线性表称为链表。 树形结构(元素之间是一对多的关系) 图(网)状结构(元素之间是多对多的关系) 栈:是一种只允许在表的一端进行插入或删除操作的线性表。允许进行插入、删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底。当栈中没有数据元素时,称之为空栈。栈的插入操作称为进压栈,删除操作称为出栈。 队列:只允许在一端进行插入操作,在另一端进行删除操作的线性表。允许进行插入操作的一端称为队尾。允许进行删除操作的一端称为队头。当队列中没有数据元素时,称之为空队列。队列的插入操作称为进队或入队。队列的删除操作称为退队或出队。 树:树型结构是一种非线性结构,它用于描述数据元素之间的层次关系图 图:G=(V,E)是一个二元组

其中:V是图G中数据元素(顶点)的非空有限集集合 E是图G中关系的有限集合 由表达式求渐进表达式:例:(n2+n)/4 n2/4(增长速率最快的那一项) 时间复杂度的计算:(P23) 性能的比较:O(1) < O(log2n) < O(n) < O(nlog2n) =O(nlogn)< O(n2) < O(n3) < O(n k) < O(2n) 第三章 算法思想、稳定性、时间复杂度、应用、排序的移动次数: 希尔排序(数据结构P265):先将待排序列分割为若干个子序列分别进行直接插入排序;待整个序列基本有序时,再对全体记录进行一次直接插入排序。也称缩小增量的直接插入排序。 希尔排序的时间复杂度在O(nlog2n)和 O(n2)之间,大致为O 合并排序(P59):设初始序列含有n个记录,则可看成n个表长为1的有序表将这n个有序表两两合并,则可得n/2个表长为2的有序表再将这n/2个有序表两两合并,则可得n/4个长为4的有序表依次重复,直到对2个表长为n/2的有序表两两合并得1个表长为n的有序表为止。 堆排序、堆调整(P62): 初始时把要排序的n个数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树(一维数组存储二叉树),调整它们的存储序,使之成为一个堆,将堆顶元素输出,得到n 个元素中最小(或最大)的元素,这时堆的根节点的数最小(或者最大)。然后对前面(n-1)个元素重新调整使之成为堆,输出堆顶元素,得到n 个元素中次小(或次大)的元素。依此类推,直到只有两个节点的堆,并对它们作交换,最后得到有n个节点的有序序列。 基数排序(P71):不进行记录关键字的比较,借助多关键字排序的思想对单逻辑关键字进行排序。 算法时间复杂度稳定性 希尔排序 O不稳定 快速排序 O(nlogn)不稳定

算法设计与分析第2版 王红梅 胡明 习题答案

习题1 1. 图论诞生于七桥问题。出生于瑞士的伟大数学家欧拉(Le on har d Eul er,1707 —1783)提出并解决了该问题。七桥问题就是这样描述的:一个人就是否能在一次步行中穿越哥尼斯堡(现在叫加里宁格勒,在波罗的海南岸)城中全部的七座桥后回到起点,且每座桥只经 过一次,图1、7就是这条河以及河上的两个岛 与七座桥的草图。请将该问题的数据模型抽象 出来,并判断此问题就是否有解。 七桥问题属于一笔画问题。 输入:一个起点 输出:相同的点 1, 一次步行 2, 经过七座桥,且每次只经历过一次 3, 回到起点 该问题无解:能一笔画的图形只有两类:一类就是所有的点都就是偶点。另一类就是只有二个奇点的图形。 2、在欧几里德提出的欧几里德算法中(即最初的欧几里德算法)用的不就是除法而就是减法。请用伪代码描述这个版本的欧几里德算法 1、r=m-n 2、循环直到r=0?2、1 m =n 2、2 n=r 2、3 r=m-n ?3 输出m 3.设计算法求数组中相差最小的两个元素(称为最接近数)的差。要求分别给出伪代码与C ++描述。 //采用分治法 //对数组先进行快速排序 //在依次比较相邻的差 #inc lud e <iostream> usin g n ames pac e std; in t pa rtion s(int b[],int l ow,int hi gh) { int pr votkey=b[lo w]; b [0]=b[lo w]; 图1、7 七桥问题

while (low<high) { while(low=prvotkey) --high; b[low]=b[high]; while (low

计算机算法设计与分析习题和答案解析

《计算机算法设计与分析》习题及答案 一.选择题 1、二分搜索算法是利用(A )实现的算法。 A、分治策略 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 2、下列不是动态规划算法基本步骤的是(A )。 A、找出最优解的性质 B、构造最优解 C、算出最优解 D、定义最优解 3、最大效益优先是( A )的一搜索方式。 A、分支界限法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 4. 回溯法解旅行售货员问题时的解空间树是( A )。 A、子集树 B、排列树 C、深度优先生成树 D、广度优先生成树 5.下列算法中通常以自底向上的方式求解最优解的是( B )。 A、备忘录法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 6、衡量一个算法好坏的标准是(C )。 A 运行速度快 B 占用空间少 C 时间复杂度低 D 代码短 7、以下不可以使用分治法求解的是(D )。 A 棋盘覆盖问题 B 选择问题 C 归并排序 D 0/1背包问题 8. 实现循环赛日程表利用的算法是( A )。 A、分治策略 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 9.下面不是分支界限法搜索方式的是( D )。 A、广度优先 B、最小耗费优先 C、最大效益优先 D、深度优先 10.下列算法中通常以深度优先方式系统搜索问题解的是( D )。 A、备忘录法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 11.备忘录方法是那种算法的变形。(B ) A、分治法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 12.哈夫曼编码的贪心算法所需的计算时间为( B )。 A、O(n2n) B、O(nlogn) C、O(2n) D、O(n) 13.分支限界法解最大团问题时,活结点表的组织形式是( B )。 A、最小堆 B、最大堆 C、栈 D、数组 14.最长公共子序列算法利用的算法是( B )。 A、分支界限法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 15.实现棋盘覆盖算法利用的算法是( A )。 A、分治法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 16.下面是贪心算法的基本要素的是( C )。 A、重叠子问题 B、构造最优解 C、贪心选择性质 D、定义最优解 17.回溯法的效率不依赖于下列哪些因素( D ) A.满足显约束的值的个数 B. 计算约束函数的时间 C.计算限界函数的时间 D. 确定解空间的时间 18.下面哪种函数是回溯法中为避免无效搜索采取的策略( B ) A.递归函数 B.剪枝函数C。随机数函数 D.搜索函数 19. ( D )是贪心算法与动态规划算法的共同点。

算法设计与分析第2版王红梅胡明习题答案

算法设计与分析(第2版)-王红梅-胡明-习题 答案 习题1 1. 图论诞生于七桥问题。出生于瑞士的伟大数学家欧拉(Leonhard Euler ,1707—1783) 提出并解决了该问题。七桥问题是这样描述的:一个人是否能在一次步行中穿越哥尼斯堡(现在叫加里宁格勒,在波罗的海南岸)城中全部的七座桥后回到起点,且每座桥只经过一次, 图 1.7是这条河以及河上的两个岛和七座桥的 草图。请将该问题的数据模型抽象出来,并判 断此问题是否有解。 七桥问题属于一笔画问题。 输入:一个起点 输出:相同的点 1, 一次步行 2, 经过七座桥,且每次只经历过一次 3, 回到起点 该问题无解:能一笔画的图形只有两类:一类是所有的点都是偶点。另一类是只有二个奇点的图形。 2.在欧几里德提出的欧几里德算法中(即最初的欧几里德算法)用的不是除法而是减法。请用伪代码描述这个版本的欧几里德算法 1.r=m-n 2.循环直到r=0 2.1 m=n 2.2 n=r 2.3 r=m-n 3 输出m 3.设计算法求数组中相差最小的两个元素(称为最接近数)的差。要求分别给出伪代码和C ++描述。 //采用分治法 //对数组先进行快速排序 //在依次比较相邻的差 图1.7 七桥问题

#include using namespace std; int partions(int b[],int low,int high) { int prvotkey=b[low]; b[0]=b[low]; while (low=prvotkey) --high; b[low]=b[high]; while (low

算法设计与分析课程设计报告

压缩软件课程设计书 一、问题描述: 建立一个文本文件,统计该文件中各字符频率,对各字符进行Huffman编码,将该文件至翻译成Huffman编码文件,再将Huffman编码文件翻译成原文件。 二、算法分析及思路: 对于该问题,我们做如下分析: (1)首先得构造出哈弗曼树,我们用函数HuffmanTree(int w[],int s[],int n)设计;(2)在构建哈弗曼树的基础上,进一步实现哈弗曼编码问题,我们用函数Huffmancode(char wen[])设计; (3)实现哈弗曼编码后再进一步实现哈弗曼译码问题,我们用函数Huffmandecode()设计; (4)其中编码问题中,得进一步统计出各个字符在文件中的频率,并进行一些必要的标记,我们用函数runhuffman(char wen[])设计; (5)在译码过程中,还有必要的一步是比较原文件与译码后的文件是否相同,我们用函数compare(char wen[])设计; (6)其中的文件输入我们用到类”fstream.h”中的输入输出流,并在运行的文件夹中建立一个文件名为逍遥游的文本文件,且在逍遥游文件中输入需要编码的数据。 三、主要解决的设计问题: 1.写一个对txt文件压缩和解压的程序,使用动态编码。 2.使用Huffman编码压缩和解压时,Huffman树的存储可以直接存储树结构,也可以存储所有字符的频度或权值,然后读取时建立Huffman树; 3.使用Huffman编码压缩和解压时,注意定义压缩码的结束标记,可以使用一个特殊的字符作为结束标记,也可以在压缩码之前存储其比特长度;如果使用一个特殊字符作为结束标记,则其频度为1,需要在建立Huffman树时把它看作一个独立的字符进行建树。 4.使用Huffman编码压缩和解压时,在一个缓冲区里面收集压缩码比特流,每当收集的比特数满8时,可以把这8比特通过位操作合并成一个字节写入文件(当然也可以收集满一定数目的字节后再写入文件)。写入文件的最小信息单位为字节。 四、程序设计的流程图:

2009.1算法设计与分析报告课程期末试卷-A卷(自测 )

华南农业大学期末考试试卷(A卷) 2008学年第一学期考试科目:算法分析与设计 考试类型:(闭卷)考试时间:120 分钟 学号姓名年级专业 一、选择题(20分,每题2分) 1.下述表达不正确的是。 A.n2/2 + 2n的渐进表达式上界函数是O(2n) B.n2/2 + 2n的渐进表达式下界函数是Ω(2n) C.logn3的渐进表达式上界函数是O(logn) D.logn3的渐进表达式下界函数是Ω(n3) 2.当输入规模为n时,算法增长率最大的是。 A.5n B.20log2n C.2n2 D.3nlog3n 3.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)=1 B.T(n)= 2n2 C.T(n)= T(n/2)+1,T(1)=1 D.T(n)= 3nlog2n 4.在棋盘覆盖问题中,对于2k×2k的特殊棋盘(有一个特殊方块),所需的L型骨牌 的个数是。 A.(4k– 1)/3 B.2k /3 C.4k D.2k 5.在寻找n个元素中第k小元素问题中,若使用快速排序算法思想,运用分治算法 对n个元素进行划分,应如何选择划分基准?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

6. 有9个村庄,其坐标位置如下表所示: 现在要盖一所邮局为这9个村庄服务,请问邮局应该盖在 才能使到邮局到这9个村庄的总距离和最短。 A .(4.5,0) B .(4.5,4.5) C .(5,5) D .(5,0) 7. n 个人拎着水桶在一个水龙头前面排队打水,水桶有大有小,水桶必须打满水, 水流恒定。如下 说法不正确? A .让水桶大的人先打水,可以使得每个人排队时间之和最小 B .让水桶小的人先打水,可以使得每个人排队时间之和最小 C .让水桶小的人先打水,在某个确定的时间t 内,可以让尽可能多的人打上水 D .若要在尽可能短的时间内,n 个人都打完水,按照什么顺序其实都一样 8. 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 9. 对布线问题,以下 是不正确描述。 A .布线问题的解空间是一个图 B .可以对方格阵列四周设置围墙,即增设标记的附加方格的预处理,使得算法简化对边界的判定 C .采用广度优先的标号法找到从起点到终点的布线方案(这个方案如果存在的话)不一定是最短的 D .采用先入先出的队列作为活结点表,以终点b 为扩展结点或活结点队列为空作为算法结束条件 10. 对于含有n 个元素的子集树问题,最坏情况下其解空间的叶结点数目为 。 A .n! B .2n C .2n+1 -1 D .∑=n i i n 1 !/! 答案:DACAD CACCB

算法设计与分析C++语言描述(陈慧南版)课后答案

第一章 15P 1-3. 最大公约数为1。快1414倍。 主要考虑循环次数,程序1-2的while 循环体做了10次,程序1-3的while 循环体做了14141次(14142-2循环) 若考虑其他语句,则没有这么多,可能就601倍。 第二章 32P 2-8.(1)画线语句的执行次数为 log n ????。(log )n O 。划线语句的执行次数应该理解为一格整体。 (2)画线语句的执行次数为 111 (1)(2) 16 j n i i j k n n n ===++= ∑∑∑。3()n O 。 (3 )画线语句的执行次数为 。O 。 (4)当n 为奇数时画线语句的执行次数为 (1)(3) 4 n n ++, 当n 为偶数时画线语句的执行次数为2 (2)4 n +。2()n O 。 2-10.(1)当1n ≥时,225825n n n -+≤,所以,可选5c =,01n =。 对于0n n ≥,22 ()5825f n n n n =-+≤,所以,22 582()n n n -+=O 。 (2)当8n ≥时,2222 582524n n n n n -+≥-+≥,所以,可选4c =,08n =。对于0n n ≥, 22()5824f n n n n =-+≥,所以,22582()n n n -+=Ω。 (3)由(1)、(2)可知,取14c =,25c =,08n =,当0n n ≥时,有22212582c n n n c n ≤-+≤,所以 22582()n n n -+=Θ。 2-11. (1) 当3n ≥时,3 log log n n n <<,所以()20log 21f n n n n =+<,3 ()log 2g n n n n =+>。可选21 2 c = ,03n =。对于0n n ≥,()()f n cg n ≤,即()(())f n g n =O 。注意:是f (n )和g (n )的关系。 (2)当4n ≥时,2 log log n n n <<,所以2 2 ()/log f n n n n =<,2 2 ()log g n n n n =≥。可选1c =,04n =。对于0n n ≥,2 ()()f n n cg n <≤,即()(())f n g n =O 。 (3)因为log log(log )()(log ) n n f n n n ==,()/log log 2n g n n n n ==。当4n ≥时,log(log )()n f n n n =≥,

算法设计与分析课程报告

算法设计与分析课程报告 第一章 算法问题求解基础 1、算法的概念:算法是指解决问题的一种方法或过程,是由若干条指令组成的有穷序列。 2、算法的特性 ① 有穷性:一个算法必须保证执行有限步之后结束; ② 确切性:算法的每一步骤必须有确切的定义; ③ 输入: 一个算法有 0 个或多个输入, 法 本身定除了初始条件; ④ 输出: 一个算法有一个或多个输出, 是毫无意义的; ⑤可行性:算法原则上能够精确地运行, 而且人们用笔和纸做有限次运算后即可完成 3、算法与程序的关系: 区别:程序可以不一定满足可终止性。但算法必须在有限时间内结束; 程序可以没有输出 ,而算法则必须有输出; 算法是面向问题求解的过程描述,程序则是算法的实现。 联系:程序是算法用某种程序设计语言的具体实现; 程序可以不满足算法的有限性性质。 4、算法描述方式:自然语言,流程图,伪代码,高级语言。 第二章 算法分析基础 1、算法复杂性分析: 算法复杂性的高低体现运行该算法所需计算机资源(时间,空间)的多少。 算法复杂性度量: 期望反映算法本身性能,与环境无关。 理论上不能用算法在机器上真正的运行开销作为标准(硬件性能、代码质量影响) 般是针对问题选择基本运算和基本存储单位,用算法针对基本运算与基本存储单 以刻画运算对象的初始情况, 所谓 0 个输入是指算 以反映对输入数据加工后的结果。 没有输出的算法

位的开销作为标准。算法复杂性C依赖于问题规模N、算法输入I和算法本身A。即C=F(N, I,A)。 第五章分治法 1、递归算法:直接或间接地调用自身的算法。 用函数自身给出定义的函数称为递归函数。 注:边界条件与递归方程是递归函数的二个要素。 实例:①阶乘函数; ② Fibonacci 数列;③ Ackerman 函数; ④排列问题; ⑤整数划分问题; ⑥ Hanoi 塔问题 优缺点:①优点:结构清晰,可读性强,而且容易用数学归纳法来证明算法的正确性, 因此它为设计算法、调试程序带来很大方便。 ②缺点:递归算法的运行效率低,无论是耗费的计算时间还是占用的存储空间都比非递归算法要多。 2、分治法的设计思想:将一个难以直接解决的大问题,分割成一些规模较小的相同问题,以便各个击破,分而治之。(将求出的小规模的问题的解合并为一个更大规模的问题的解,自底向上逐步求出原来问题的解) 分治法所能解决的问题一般具有以下几个特征: ①该问题的规模缩小到一定的程度就可以容易地解决; ②该问题可以分为若干个规模更小的相同问题,即该问题具有最有子结构性质; ③利用该问题分解出的子问题的解可以合并为该问题的解; ④该问题所分解出的各个子问题是相互独立的,即子问题之间不包含公共的子问题。 第六章贪心法 1、贪心算法的思想:

算法设计与分析课后习题

第一章 1. 算法分析题 算法分析题1-1 求下列函数的渐进表达式 (1). 3n^2 + 10n < 3n^2 + 10n^2 = 13n^2 = O(n^2) (2). n^2 / 10 + 2^n 当n>5是,n^2 < 2 ^n 所以,当n >= 1时,n^2/10 < 2 ^n 故: n^2/10 + 2^n < 2 ^n + 2^n = 2*2^n = O(2^n) (3). 21 + 1/n < 21 + 1 = 22 = O(1) (4). log(n^3)=3log(n)=O(log(n)) (5). 10log(3^n) = (10log3)n = O(n) 算法分析题1-6 (1)因为:f(n)=log(n^2) = 2log(n); g(n) = log(n) + 5 所以:f(n)=Θ(log(n)+5) =Θ(g(n)) (2)因为:log(n) < √n; f(n) = 2log(n); g(n)= √n 所以:f(n) = O(g(n)) (3)因为:log(n) < n; f(n) = n; g(n) = log(n^2) = 2log(n) 所以;f(n) = Ω(g(n)) (4)因为:f(n) = nlogn +n; g(n) = logn 所以:f(n) =Ω(g(n)) (5)因为: f(n) = 10; g(n) = log(10)

所以:f(n) =Θ(g(n)) (6)因为: f(n)=log^2(n); g(n) = log(n) 所以: f(n) ==Ω(g(n)) (7)因为: f(n) = 2^n < 100*2^n; g(n)=100n^2; 2^n > n ^2 所以: f(n) = Ω(g(n)) (8)因为:f(n) = 2^n; g(n) = 3 ^n; 2 ^n < 3 ^n 所以: f(n) = O(g(n)) 习题1-9 证明:如果一个算法在平均情况下的计算时间复杂性为Θ(f(n)),该算法在最坏情况下所需的计算时间为Ω(f(n)). 分析与解答: 因此,Tmax(N) = Ω(Tavg(N)) = Ω(Θ(f(n)))=Ω(f(n)). 第二章 算法分析题

算法设计与分析实验报告

本科实验报告 课程名称:算法设计与分析 实验项目:递归与分治算法 实验地点:计算机系实验楼110 专业班级:物联网1601 学号:2016002105 学生姓名:俞梦真 指导教师:郝晓丽 2018年05月04 日

实验一递归与分治算法 1.1 实验目的与要求 1.进一步熟悉C/C++语言的集成开发环境; 2.通过本实验加深对递归与分治策略的理解和运用。 1.2 实验课时 2学时 1.3 实验原理 分治(Divide-and-Conquer)的思想:一个规模为n的复杂问题的求解,可以划分成若干个规模小于n的子问题,再将子问题的解合并成原问题的解。 需要注意的是,分治法使用递归的思想。划分后的每一个子问题与原问题的性质相同,可用相同的求解方法。最后,当子问题规模足够小时,可以直接求解,然后逆求原问题的解。 1.4 实验题目 1.上机题目:格雷码构造问题 Gray码是一个长度为2n的序列。序列无相同元素,每个元素都是长度为n的串,相邻元素恰好只有一位不同。试设计一个算法对任意n构造相应的Gray码(分治、减治、变治皆可)。 对于给定的正整数n,格雷码为满足如下条件的一个编码序列。 (1)序列由2n个编码组成,每个编码都是长度为n的二进制位串。 (2)序列中无相同的编码。 (3)序列中位置相邻的两个编码恰有一位不同。 2.设计思想: 根据格雷码的性质,找到他的规律,可发现,1位是0 1。两位是00 01 11 10。三位是000 001 011

010 110 111 101 100。n位是前n-1位的2倍个。N-1个位前面加0,N-2为倒转再前面再加1。 3.代码设计:

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