《算法分析与设计》课后作业
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。
算法分析与设计作业参考答案
算法分析与设计作业参考答案《算法分析与设计》作业参考答案作业⼀⼀、名词解释：1.递归算法：直接或间接地调⽤⾃⾝的算法称为递归算法。
2.程序：程序是算法⽤某种程序设计语⾔的具体实现。
⼆、简答题：1.算法需要满⾜哪些性质？简述之。
答：算法是若⼲指令的有穷序列，满⾜性质：（1）输⼊：有零个或多个外部量作为算法的输⼊。
（2）输出：算法产⽣⾄少⼀个量作为输出。
（3）确定性：组成算法的每条指令清晰、⽆歧义。
（4）有限性：算法中每条指令的执⾏次数有限，执⾏每条指令的时间也有限。
2.简要分析分治法能解决的问题具有的特征。
答：分析分治法能解决的问题主要具有如下特征：（1）该问题的规模缩⼩到⼀定的程度就可以容易地解决；（2）该问题可以分解为若⼲个规模较⼩的相同问题，即该问题具有最优⼦结构性质；（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。
3.简要分析在递归算法中消除递归调⽤，将递归算法转化为⾮递归算法的⽅法。
答：将递归算法转化为⾮递归算法的⽅法主要有：（1）采⽤⼀个⽤户定义的栈来模拟系统的递归调⽤⼯作栈。
该⽅法通⽤性强，但本质上还是递归，只不过⼈⼯做了本来由编译器做的事情，优化效果不明显。
（2）⽤递推来实现递归函数。
（3）通过Cooper 变换、反演变换能将⼀些递归转化为尾递归，从⽽迭代求出结果。
后两种⽅法在时空复杂度上均有较⼤改善，但其适⽤范围有限。
三、算法编写及算法应⽤分析题： 1.冒泡排序算法的基本运算如下： for i ←1 to n-1 dofor j ←1 to n-i do if a[j]交换a[j]、a[j+1]；分析该算法的时间复杂性。
答：排序算法的基本运算步为元素⽐较，冒泡排序算法的时间复杂性就是求⽐较次数与n 的关系。
（1）设⽐较⼀次花时间1；（2）内循环次数为：n-i 次,（i=1,…n ），花时间为：∑-=-=in j i n 1)(1（3）外循环次数为：n-1，花时间为：2.设计⼀个分治算法计算⼀棵⼆叉树的⾼度。
算法分析与设计作业(一)及参考答案
《算法分析与设计》作业（一）本课程作业由两部分组成。
第一部分为“客观题部分”，由15个选择题组成，每题1分，共15分。
第二部分为“主观题部分”，由简答题和论述题组成，共15分。
作业总分30分，将作为平时成绩记入课程总成绩。
客观题部分：一、选择题（每题1分，共15题）1、递归算法：（C ）A、直接调用自身B、间接调用自身C、直接或间接调用自身D、不调用自身2、分治法的基本思想是将一个规模为n的问题分解为k个规模较小的字问题，这些子问题：（D ）A、相互独立B、与原问题相同C、相互依赖D、相互独立且与原问题相同3、备忘录方法的递归方式是：（C ）A、自顶向下B、自底向上C、和动态规划算法相同D、非递归的4、回溯法的求解目标是找出解空间中满足约束条件的：（A ）A、所有解B、一些解C、极大解D、极小解5、贪心算法和动态规划算法共有特点是：（A ）A、最优子结构B、重叠子问题C、贪心选择D、形函数6、哈夫曼编码是：（B）A、定长编码B、变长编码C、随机编码D、定长或变长编码7、多机调度的贪心策略是：（A）A、最长处理时间作业优先B、最短处理时间作业优先C、随机调度D、最优调度8、程序可以不满足如下性质：（D ）A、零个或多个外部输入B、至少一个输出C、指令的确定性D、指令的有限性9、用分治法设计出的程序一般是：（A ）A、递归算法B、动态规划算法C、贪心算法D、回溯法10、采用动态规划算法分解得到的子问题：（ C ）A、相互独立B、与原问题相同C、相互依赖D、相互独立且与原问题相同11、回溯法搜索解空间的方法是：（A ）A、深度优先B、广度优先C、最小耗费优先D、随机搜索12、拉斯维加斯算法的一个显著特征是它所做的随机选性决策有可能导致算法：（ C ）A、所需时间变化B、一定找到解C、找不到所需的解D、性能变差13、贪心算法能得到：（C ）A、全局最优解B、0-1背包问题的解C、背包问题的解D、无解14、能求解单源最短路径问题的算法是：（A ）A、分支限界法B、动态规划C、线形规划D、蒙特卡罗算法15、快速排序算法和线性时间选择算法的随机化版本是：（ A ）A、舍伍德算法B、蒙特卡罗算法C、拉斯维加斯算法D、数值随机化算法主观题部分：二、写出下列程序的答案（每题2.5分，共2题）1、请写出批处理作业调度的回溯算法。
算法设计与分析第二版课后习题及解答（可编辑）
算法设计与分析第二版课后习题及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n2//输出:。
step1:a1; step2:若a*an 转step 3,否则输出a; step3:aa+1转step 2;5. a.用欧几里德算法求gcd(31415,14142)。
b. 用欧几里德算法求gcd(31415,14142),比检查min{m,n}和gcd(m,n)间连续整数的算法快多少倍?请估算一下。
a. gcd31415, 14142 gcd14142, 3131 gcd3131, 1618 gcd1618, 1513 gcd1513, 105 gcd1513, 105 gcd105, 43 gcd43, 19 gcd19, 5 gcd5, 4 gcd4, 1 gcd1, 0 1.b.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gcdm,ngcdn,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rm mod nm-qn;显然,若d能整除n和r,也一定能整除mr+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gcdm,ngcdn,r7.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0mn的一对数字,Euclid算法在第一次叠代时交换m和n, 即gcdm,ngcdn,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gcd5,8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+c0的实根,写出上述算法的伪代码可以假设sqrtx是求平方根的函数算法Quadratica,b,c//求方程ax^2+bx+c0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 D0temp←2*ax1←-b+sqrtD/tempx2←-b-sqrtD/tempreturn x1,x2else if D0 return ?b/2*ael se return “no real roots”else //a0if b≠0 return ?c/belse //ab0if c0 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Kii0,1,2,商赋给n第二步:如果n0,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 DectoBinn//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[1n]中i1while n!0 doBin[i]n%2;nintn/2;i++;while i!0 doprint 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 MinDistanceA[0..n-1]//输入:数组A[0..n-1]//输出:the smallest distance d between two of its elements 习题1.3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tn∈Ogn,则gn∈Ωtnb.α0时,Θαgn Θgn解:a这个断言是正确的。
算法设计与分析(王多强)作业参考答案.docx
第二章递归习题导论4.1-17(/?) = 27(b / 2)+ 1=> M = 2T5 /2) + 1%)习题导论4.1-6Tin) = 2T(0) + 1做代换：m=log2n另 S(m)=T(2m )则有： S(/z?) = 2S(zz? / 2) + 1 化简有:S(m)=O(m) 所以 T(n)=O(logn)习题4.2-27(/7)= T(n / 3) + 7(2/7 / 3) + 劲 注意最长分支 2n/3-*(2n/3)2 -*(2n/3)3...-*(2n^)log3/2n 习题4.3-1a) T(n) = 4T(n/2) + nb) T(n) = 4T(n/2) + n 2c 取大于1/2小于1的数即可,如珈习题4.3-4f(n )/nlogba = n 2log n/n'°g"二 log nvn所以不满足规则3直接化简即可，T(n)=O(n 2log 2n)c) T(n) = 4T(n/2) + n 3情况 3, ◎ (r?). 验证 4f(n/2)=4(n/2)3=n 3/2^cn 3,这里7X2")27(2"/彳)+情况4 0(n 2)情况 2, © (n 2logn)第三章习题4.5注意三分Z—和三分Z二分割点的计算ml = (2low+high)^m2 = (low+2high)/3习题4.20主要是验证T(n/r) + T(0)＞|« n/r+O的数量级是否小于n的1次方(线性) 利用关系式：\n / r」n (/7 - r - 1) / /进行化简r=3：\r / 2~|~|_/2 / /_] / 2~| ＞ 2 z? / r / 2 = n / r」＞ (/? 一2) / 3则，刀一卜/2北刀 / 厂」/ 2] ＜ /? - (/? - 2) / 3 = 2/7 / 3 + 2 / 3 则，n〃 +羊n +厉超线性了r=7：\r / 2]\n / r\/ 2〕＞/ 7」/2 = 2山 / 7」＞ 2(刀一6) / 7则，n - \r / i\\n / /」/ 2〕v 刀一2(刀一6) / 7 = 5刀 / 7 + 12 / 7可证,当n＞48的时候，上式小于3伙则，n/7+3nA = 25n/28 ＜n 成立r=9：\r / 2][n / 厂」/ 2〕＞ 5[刀 / 9」/ 2 = (5 / 2)^/9」＞ 5(刀-8)/18n一\r / 2\[n / /」/ 2〕＜ 13/?/18 + 40/18可证，当n>20的时候，上式小于7n/8 则，n/9+7n/8 = 71n/72 <n 成立r=ll习题4.25肓接带入验证即可棋盘覆盖问题角上用一个骨牌覆盖，认为构造有特殊方格的区域，然后在四个区域上递归求解即可第四章中位数中位数习题导论9-2A）比较明显。
算法分析与设计作业及参考答案
算法分析与设计作业及参考答案作业题目1、请分析冒泡排序算法的时间复杂度和空间复杂度，并举例说明其在实际中的应用场景。
2、设计一个算法，用于在一个未排序的整数数组中找到第二大的元素，并分析其时间复杂度。
3、比较贪心算法和动态规划算法的异同，并分别举例说明它们在解决问题中的应用。
参考答案1、冒泡排序算法时间复杂度：冒泡排序的基本思想是通过相邻元素的比较和交换，将最大的元素逐步“浮”到数组的末尾。
在最坏情况下，数组完全逆序，需要进行 n 1 轮比较和交换，每一轮比较 n i 次（i 表示当前轮数），所以总的比较次数为 n(n 1) ／ 2，时间复杂度为 O(n^2)。
在最好情况下，数组已经有序，只需要进行一轮比较，时间复杂度为 O(n)。
平均情况下，时间复杂度也为 O(n^2)。
空间复杂度：冒泡排序只在原数组上进行操作，不需要额外的存储空间，空间复杂度为 O(1)。
应用场景：冒泡排序算法简单易懂，对于规模较小的数组，或者对算法的简单性要求较高而对性能要求不是特别苛刻的场景，如对少量数据进行简单排序时，可以使用冒泡排序。
例如，在一个小型的学生成绩管理系统中，需要对一个班级的少量学生成绩进行排序展示，冒泡排序就可以满足需求。
2、找到第二大元素的算法以下是一种使用遍历的方法来找到未排序整数数组中第二大元素的算法：｀｀｀pythondef find_second_largest(arr)：largest ＝ arr0second_largest ＝ float(＇inf'）for num in arr:if num ＞ largest:second_largest ＝ largestlargest ＝ numelif num ＞ second_largest and num!＝ largest:second_largest ＝ numreturn second_largest｀｀｀时间复杂度分析：这个算法需要遍历数组一次，所以时间复杂度为O(n)。
算法分析与设计（李清勇）课后习题答案
算法分析与设计（李清勇）课后习题答案5-1凸多边形最优三⾓剖分问题//3d5 凸多边形最优三⾓剖分#include "stdafx.h"#includeusing namespace std;constint N = 7;//凸多边形边数+1int weight[][N] = {{0,2,2,3,1,4},{2,0,1,5,2,3},{2,1,0,2,1,4},{3,5,2,0,6,2},{1,2,1,6,0,1},{4,3,4,2,1,0}};//凸多边形的权intMinWeightTriangulation(intn,int **t,int **s);void Traceback(inti,intj,int **s);//构造最优解int Weight(inta,intb,int c);//权函数int main(){int **s = new int *[N];int **t = new int *[N];for(inti=0;is[i] = new int[N];t[i] = new int[N];}cout<<"此多边形的最优三⾓剖分值为："<cout<<"最优三⾓剖分结构为："<Traceback(1,5,s); //s[i][j]记录了Vi-1和Vj构成三⾓形的第3个顶点的位置return 0;}intMinWeightTriangulation(intn,int **t,int **s){for(inti=1; i<=n; i++){t[i][i] = 0;}for(int r=2; r<=n; r++) //r为当前计算的链长（⼦问题规模）{for(inti=1; i<=n-r+1; i++)//n-r+1为最后⼀个r链的前边界{int j = i+r-1;//计算前边界为r，链长为r的链的后边界t[i][j] = t[i+1][j] + Weight(i-1,i,j);//将链ij划分为A(i) * ( A[i+1:j] )这⾥实际上就是k=i s[i][j] = i; for(int k=i+1; k//将链ij划分为( A[i:k] )* (A[k+1:j])int u = t[i][k] + t[k+1][j] + Weight(i-1,k,j);if(ut[i][j] = u;s[i][j] = k;}}}}return t[1][N-2];}voidTraceback(inti,intj,int **s){if(i==j) return;Traceback(i,s[i][j],s);Traceback(s[i][j]+1,j,s);cout<<"三⾓剖分顶点：V"<int Weight(inta,intb,int c){return weight[a][b] + weight[b][c] + weight[a][c];}5-4 数字三⾓形最短路径5-2 游艇租赁问题#includeusing namespace std;#define N 210int cost[N][N];int m[N];int main(){intn,i,j;while(cin>>n){for(i=1;ifor(j=i+1;j<=n;j++)cin>>cost[i][j];m[1]=0;int min;for(i=2;i<=n;i++){min=cost[1][i];for(j=1;j<=i-1;j++){if(cost[j][i]!=0 && m[j]+cost[j][i]min=m[j]+cost[j][i];}m[i]=min;}cout<}return 0;}5-6 合唱队形问题#include/doc/d0aa713f51e79b8969022686.html ing namespace std; 2.3.//⽤于保存⼦问题最优解的备忘录4.typedef struct5.{6.int maxlen; //当前⼦问题最优解7.int prev; //构造该⼦问题所⽤到的下⼀级⼦问题序号(⽤于跟踪输出最优队列)8.}Memo;9.10.//⽤于递归输出Memo B中的解11.void Display(int* A, Memo* M, int i)12.{13.if (M[i].prev == -1)14. {15. cout<16.return;17. }18. Display(A, M, M[i].prev);19. cout<20.}21.22.//算法主要部分23.void GetBestQuence(int* A, int n)24.{25.//定义备忘录并作必要的初始化26. Memo *B = new Memo[n]; //B[i]代表从A[0]到A[i]满⾜升序剔除部分元素后能得到的最多元素个数27. Memo *C = new Memo[n]; //C[i]代表从A[i]到A[n-1]满⾜降序剔除部分元素后能得到的最多元素个数28. B[0].maxlen = 1; //由于B[i]由前向后构造初始化最前⾯的⼦问题 (元素本⾝就是⼀个满⾜升序降序的序列)29. C[n-1].maxlen = 1; //同样C[i]由后向前构造30.for (int i=0; i31.//⽤于在跟踪路径时终⽌递归或迭代(因为我们并不知道最终队列从哪⾥开始)32. {33. B[i].prev = -1;34. C[i].prev = -1;35. }36.37.for (i=1; i38. {39.int max=1;40.for (int j=i-1; j>=0; j--) //查看前⾯的⼦问题找出满⾜条件的最优解并且记录41. {42.if (A[j]max)43. {44. max = B[j].maxlen+1; //跟踪当前最优解45. B[i].prev = j; //跟踪构造路径46. }47. }48. B[i].maxlen = max; //构造最优解49. }50.51.for (i=n-1; i>0; i--)52. {53.int max=1;54.for (int j=i; j解时可以直接⽤B[i]+C[i]-155.//否则我们得到的最优解始终为B[n-1]+C[n-1]56. {57.if (A[j]max) //⽐当前长度更长记录并构造58. {59. max = C[j].maxlen+1;60. C[i].prev = j;61. }62. }63. C[i].maxlen = max;64. }65.66.//遍历i 得到最⼤的B[i]+C[i]-1(-1是因为我们在B[i]和C[i]中均加上了A[i]这个数因此需要减去重复的)67.int maxQuence = 0; //记录当前最优解68.int MostTall; //记录i ⽤于跟踪构造路径69.for (i=0; i70. {71.if (B[i].maxlen+C[i].maxlen-1 > maxQuence)72. {73. maxQuence = B[i].maxlen+C[i].maxlen-1;74. MostTall = i;75. }76. }77.78. cout<<"最⼤合唱队形长度: "<79.80.//B由前向后构造因此prev指向前⾯的元素需要递归输出81. Display( A, B, MostTall);82.//C的prev指向后⾯元素直接迭代输出83.while (C[MostTall].prev != -1)84. {85. MostTall = C[MostTall].prev;86. cout<87. }88. cout<89.90.delete []B;91.delete []C;92.}93.int main()94.{95.//测试96.int *A;97.int n;98. cout<<"请输⼊合唱队员个数: "<99. cin>>n;100.101. A = new int[n];102. cout<<"输⼊队员⾝⾼ :"<103.for (int i=0; i104. {105. cin>>A[i];106. }107. GetBestQuence(A, n);108.delete []A;109.return 0;110.}5-7买票问题状态转移⽅程是f[i] := min(f[i - 1] + t[i], f[i - 2] + r[i - 1]); {i = 2 ~ n} 初值f[0] := 0; f[1] := t[1]; constmaxn = 1000;vari, j, n : longint;f, t, r : array[0..maxn] of longint;function min(a, b : longint) : longint;begin if a < b then exit(a); exit(b); end;beginreadln(n);for i := 1 to n do read(t[i]);for i := 1 to n - 1 do read(r[i]);f[0] := 0; f[1] := t[1];for i := 2 to n dof[i] := min(f[i - 1] + t[i], f[i - 2] + r[i - 1]);writeln(f[n]);end.伪代码BuyTicks(T, R)1n ← length[T]2f[0] ← 03f[1] ← T[1]4for i ← 2to n do5f[i] ← f[i-2]+R[i-1]6if f[i] > f[i-1]+T[i] then7f[i] ← f[i-1]+T[i]8return f5-8最⼤⼦段和问题#include#includeintmax_sum(intn,int *a,int *besti,int *bestj){ int *b = (int *)malloc(n * sizeof(int));int sum = 0;int i = -1;int temp = 0;for (i=0;i<=n-1;i++) {if (temp > 0)temp += a[i];elsetemp = a[i];b[i] = temp;}sum = b[0];for (i=1;i<=n-1;i++) {if (sum < b[i]) {sum = b[i];*bestj = i;}}for (i = *bestj;i>= 0;i--) {if (b[i] == a[i]) {*besti = i;break;}}free(b);return sum;}int main(void){int a[] = {-2,1,-4,13,-5,-2,-10,20,100};int length = sizeof(a)/sizeof(int);intbesti = -1;intbestj = -1;sum = max_sum(length,a,&besti,&bestj);printf("besti = %d,bestj = %d,max_sum=%d\n",besti,bestj,sum); return 0;}5-9 装箱问题发现就是0-1背包问题每个物品的体积就是花费同时也是价值，也就是说这题可以转化为在总体积为w下，可以得到最⼤的价值最后⽤总体积减去最⼤的价值就是剩下最少的空间状态转移⽅程d[j] = max(d[j], d[j - a[i]] + a[i]);第⼆⾏为⼀个整数，表⽰有n个物品；接下来n⾏，每⾏⼀个整数表⽰这n个物品的各⾃体积。
黄宇《算法设计与分析》课后习题解析(二)精选全文
黄宇《算法设计与分析》课后习题解析（⼆）第2章：从算法的视⾓重新审视数学的概念2.1：(向下取整)题⽬：请计算满⾜下⾯两个条件的实数的区间解析：根据向下取整的含义，令，讨论a的取值范围即可解答：令，则可得：即：故的取值区间为：2.2: (取整函数)题⽬：证明：对于任意整数,（提⽰：将n划分为）。
解析：根据提⽰将n进⾏划分，根据取整函数的定义⽤k表⽰取整函数，即可证明；证明如下：因为对于任意整数,可划分为，则:① ；② ；综上：对于任意整数,, 得证；2.3: (斐波拉契数列)对于斐波拉契数列，请证明：1）题⽬：是偶数当且仅当n能被3整除解析：由斐波拉契数列的递归定义式，容易联想到数学归纳法；证明如下：（采⽤数学归纳法）i)当n = 1,2,3时，依次为1，1，2，符合命题；ii)假设当（k>=1）时命题均成⽴，则：① 当n = 3k+1时，是奇数，成⽴；② 当n = 3k+2时，是奇数，成⽴；③ 当 n = 3(k+1)时，是偶数，成⽴；综上：归纳可得为偶数当且仅当，得证;2）题⽬：x x =1+a (0<a <1)x =1+a (0<a <1)⌊x ⌋=1⇒⌊x ⌋=21⌊x ⌋=2⌊1+a +22a ⌋=1a +22a <1⇒0<a <−21⇒1<a +1<⇒21<x <2x (1，)2n ≥1⌈log (n +1)⌉=⌊logn ⌋+12≤k n ≤2−k +11n ≥12≤k n ≤2−k +11k +1=⌈log (2+k 1)⌉≤⌈log (n +1)⌉≤⌈log (2)⌉=k +1k +1=>⌈log (n +1)⌉=k +1k =⌊log (2)⌋≤k ⌊logn ⌋≤⌊log (2−k +11)⌋=k =>⌊logn ⌋=k n ≥1⌈log (n +1)⌉=k +1=⌊logn ⌋+1F n F n n ≤3k F =n F +n −1F =n −2F +3k F =3k −1>F 3k +1F =n F +3k +1F =3k >F 3k +2F =n F +3k +2F =3k +1>F 3k +3F n 3∣n F −n 2F F =n +1n −1(−1)n +1解析：同1）理，容易联想到数学归纳法证明如下：（采⽤数学归纳法）i)当n = 2时，, 易知成⽴；ii)假设当 n = k 时命题成⽴，① 若k = 2m, 则,当n = k+1 = 2m+1时，要证命题成⽴，即证： => ,代⼊递推式, 得：, 易知是恒等式，故命题成⽴；②当 k=2m+1时，同①理可证命题成⽴；综上：归纳可得，得证；2.4：(完美⼆叉树)给定⼀棵完美⼆叉树，记其节点数为，⾼度为，叶节点数为，内部节点数为1）题⽬：给定上述4个量中的任意⼀个，请推导出其他3个量解析：根据完美⼆叉树的结构特点易得解答：（仅以已知⾼度h推导其他三个量为例，其余同理）已知⾼度为h，可得：节点数：叶节点数：内部节点数：2）题⽬：请计算完美⼆叉树任意⼀层的节点个数：① 如果任意指定深度为的⼀层节点，请计算该层节点个数；② 如果任意指定⾼度为的⼀层节点，请计算该层节点个数；解析：根据完美⼆叉树的结构特点易得（注意节点深度和节点⾼度是互补的，相加为树⾼）解答：① ; ② ;2.5: (⼆叉树的性质)对于⼀棵⾮空的⼆叉树T，记其中叶节点的个数为，有1个⼦节点的节点个数为，有两个⼦节点的节点个数为1）题⽬：如果T是⼀棵2-tree，请证明。
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《算法分析与设计》各章课后作业
第一章 课后作业
1. 设某算法在输入规模为n 时的计算时间为T(n)=10*2n。
若在甲台计算机上实现并完成该算法的时间为t 秒，现有一台运行速度是甲的64倍的另一台计算机乙，问在乙计算机上用同一算法在t 秒内能解决的问题的规模是多大？
2.按照渐近阶从低到高的顺序排列以下表达式：4n 2
，logn ，3n
，20n ，2，n 2/3。
又n!应该排在哪一位？
第二章 课后作业
1. 用展开法求解下列递推关系：
T(n)=⎩⎨
⎧>+=1
n )()2/(20
n )1(n O n T O
，写出T(n)的大O 记号表示。
2. 下面是实现在a[0]<=a[1]<=…<=a[n-1]中搜索x 的二分搜索算法，请根据二分 搜索技术在下划线处填充语句。
算法描述如下： template<class Type>
public static int BinarySearch(int []a, int x, int n) { //在a[0]<=a[1]<=…<=a[n-1]中搜索 x // 找到x 时返回其在数组中的位置，否则返回-1 int left = 0; int right = n - 1; while ( ) {
int middle = ;
if(x == a[middle]) return ; if(x > a[middle]) left = middle + 1; else right= ; }
return -1; // 未找到x
}
第三章课后作业
1、选择题。
（1）下列算法中通常以自底向上的方式求解最优解的是（）。
A、备忘录法
B、动态规划法
C、贪心法
D、回溯法
（2）备忘录方法是那种算法的变形。
（）
A、分治法
B、动态规划法
C、贪心法
D、回溯法
（3）矩阵连乘问题的算法可由（）设计实现。
A、分支界限算法
B、动态规划算法
C、贪心算法
D、回溯算法
2．计算题。
设有0-1背包问题，物品个数n=5，背包容量c=10，物品的重量w=(w1,w2,w3,w4,w5）={2,2,6,5,4}，物品的价值v=(v1,v2,v3,v4,v5)={6,3,5,4,6}。
利用动态规划算法，求出不超过背包容量，怎样选择物品，使得装入背包中物品的总价值最大。
说明：表1就是计算m(i,j)。
m(i,j)为最优值（即价值总和最大），它表示背包容量为j，可选择物品为i,i+1,…,n时0-1背包问题的最优值。
请填写表1中空缺的内容，并给出最优值和选择哪些物品。
表1 动态规划算法求0-1背包的过程（即计算m[i][j]）
第四章课后作业
1、选择题。
（1）下面是贪心算法的基本要素的是（）。
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
（2）（）是贪心算法与动态规划算法的共同点。
A、重叠子问题
B、构造最优解
C、贪心选择性质
D、最优子结构性质
（3）下面问题（）不能使用贪心法解决。
A、单源最短路径问题
B、N皇后问题
C、最小花费生成树问题
D、背包问题
2、对于字符集合M={A,B,C,D,E,F}，设这些字符在文本中出现的频率分别为8,1,3,10,6,5，画出字符集合M的Huffman编码树，并给出各字符的Huffman编码。
第五章课后作业
1、选择题。
（1）回溯法解旅行售货员问题时的解空间树是（）。
A、子集树
B、排列树
C、深度优先生成树
D、广度优先生成树（2）下列算法中通常以深度优先方式系统搜索问题解的是（）。
A、备忘录法
B、动态规划法
C、贪心法
D、回溯法
（3）下面哪种函数是回溯法中为避免无效搜索采取的策略（）。
A．递归函数 B.剪枝函数C。
随机数函数 D.搜索函数
2、回溯法中常见的两类典型的解空间树是哪些，请简述之。
第六章课后作业
1、选择题。
（1）广度优先是（）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
（2）采用最大效益优先搜索方式的算法是（）。
A、分支界限法
B、动态规划法
C、贪心法
D、回溯法（3）分支限界法解旅行售货员问题时，活结点表的组织形式是（）。
A、最小堆
B、最大堆
C、栈
D、数组
2、填空题。
（1）分支限界法主要有分支限界法和分支限界法。
（2）使用回溯法进行状态空间树裁剪分支时一般有两个标准：约束条件和目标函数的界，N 皇后问题和0/1背包问题正好是两种不同的类型，其中同时使用约束条件和目标函数的界进行裁剪的是，只使用约束条件进行裁剪的是。
（3）以广度优先或以最小耗费方式搜索问题解的算法称为。
第七章课后作业
1、选择题。
（1）蒙特卡罗算法是（）的一种。
A、分支界限算法
B、概率算法
C、贪心算法
D、回溯算法
（2）下列哪一种算法不是随机化算法（）。
A. 蒙特卡罗算法
B. 拉斯维加斯算法
C.动态规划算法
D.舍伍德算法
（3）下列随机算法中运行时有时候成功有时候失败的是（）。
A 数值概率算法
B 舍伍德算法
C 拉斯维加斯算法
D 蒙特卡罗算法
2、填空题。
（1）拉斯维加斯算法找到的解一定是。
（2）数值概率算法常用于的求解。
（3）利用概率的性质计算近似值的随机算法是__数值概率算法，运行时以一定的概率得到正确解的随机算法是__蒙特卡罗算法_____________________。
（4）拉斯维加斯算法找到的解一定是__ _______。