分治法实验报告一
宁波工程学院电信学院计算机系 实验报告 课程名称:算法设计与分析实验项目:用分治法算法解 最接近点对问题 指导教师:崔迪 实验位置:软件工程实验室姓名: 班级: 学号: 日期: 2016/10/12 一、实验目的 通过上机实验,要求掌握分治法算法的问题描述、算法设计思想、程序设 计和算法复杂性分析等。 二、实验环境: Eclipse 三、实验内容:用分治法解最接近点对问题 (1)问题描述 给定平面S上n个点,找其中的一对点,使得在n(n-1)/2 个点对中,该 点对的距离最小。 (2)算法设计思想 1. n较小时直接求 (n=2). 2.将S上的n个点分成大致相等的2个子集S1和S2 3.分别求S1和S2中的最接近点对 4.求一点在S1、另一点在S2中的最近点对 5.从上述三对点中找距离最近的一对.
(3)程序设计(程序清单及说明) package closestpair; import java.util.Arrays; import https://www.360docs.net/doc/5e1037128.html,parator; import java.util.Random; import java.util.Scanner; //定义坐标点 class Point { double x; double y; public Point(double x, double y) { this.x = x; this.y = y; } } // 根据x坐标排序 class MyComparatorX implements Comparator { @Override public int compare(Point p1, Point p2) { if (p1.x < p2.x) { return -1; } else if (p1.x > p2.x) { return 1; } else { return 0; } } } // 根据Y坐标排序 class MyComparatorY implements Comparator { @Override public int compare(Point p1, Point p2) { if (p1.y < p2.y) { return -1; } else if (p1.y > p2.y) { return 1; } else {
递归与分治实验报告
递归与分治实验报告 班级:计科1102 姓名:赵春晓学号:2011310200631 实验目的:进一步掌握递归与分治算法的设计思想,通过实际问题来应用递归与分治设计算法。 实际问题:1集合划分问题,2输油管道问题,3邮局选址问题,4整数因子分解问题,5众数问题。 问题1:集合划分 算法思想:对于n个元素的集合,可以划分为由m个子集构成的集合,例如{{1,2}{3,4}}就是由2个子集构成的非空子集。假设f(n,m)表示将n个元素划分成由m个子集构成的集合的个数。那么1)若m == 1 ,则f(n,m)= 1 ;2)若n == m ,则f(n,m)= 1 ;3)若不是上面两种情况则有下面两种情况构成:3.1)向n-1个元素划分成的m个集合里面添加一个新的元素,则有m*f(n-1,m)种方法;3.2)向n-1个元素划分成的m-1个集合里添加一个由一个元素形成的独立的集合,则有f(n-1,m-1)种方法。 实验代码: #include #include using namespace std ; int jihehuafen( int n , int m ) { if( m == 1 || n == m ) return 1 ; else return jihehuafen( n - 1 , m - 1 ) + m*jihehuafen( n - 1 , m ) ; } int main() { ifstream fin("C:/input.txt") ; ofstream fout("C:/output.txt") ; int N , M , num ; fin >> N >> M ; num = jihehuafen( N , M) ; fout << num << endl ; return 0 ; } 问题2:输油管道 算法思想:由于主管道由东向西铺设。故主管道的铺设位置只和各油井的y坐标有关。要使主管道的y坐标最小,主管道的位置y坐标应是各个油井y坐标的中位数。先用快速排序法把各个油井的y坐标排序,然后取其中位数再计算各个油
最近点对分治法
假设在一片金属上钻n 个大小一样的洞,如果洞太近,金属可能会断。若知道任意两个洞的最小距离,可估计金属断裂的概率。这种最小距离问题实际上也就是距离最近的点对问题。 如果不用分治法,问题非常容易解决。也就是蛮力法。 代码如下: #include #include typedef struct TYPE { double x, y; } Point; float dist(Point a,Point b) { return (float)sqrt((float)(a.x-b.x)*(a.x-b.x)+(a.y-b.y)*(a.y-b.y)); } float nearest(Point* points, int n) { float temp,near1=10000; int i,j; if(n==1) { printf("不可能"); return 0; } else{ for(i=0; itemp)?temp:near1; } } return near1; } } int main()
{ int n, i; double d; printf("输入点的个数:"); scanf("%d", &n); Point a[10000]; while (n) { for (i = 0; i < n; i++) scanf("%lf%lf", &(a[i].x), &(a[i].y)); d = nearest(a,n); printf("%.2lf\n", d); scanf("%d", &n); } return 0; } 但是本题是用分治法,我也参考了网上很多资料,他们要求对纵坐标进行排序,可能是为了对求右边的问题的点扫描用for 循环,但我发现那算法就不对,但愿是我的还没有完全明白按纵坐标排序的原因, 我参考的资料: https://www.360docs.net/doc/5e1037128.html,/p-198711591.html?qq-pf-to=pcqq.c2c 代码如下: #include #include #include
用分治法求解棋盘覆盖问题
棋盘覆盖问题 问题描述: 在一个2k ×2k (k ≥0)个方格组成的棋盘中,恰有一个方格与其他方格不同,称该方格为特殊方格。显然,特殊方格在棋盘中出现的位置有4k 中情形,因而有4k 中不同的棋盘,图(a )所示是k=2时16种棋盘中的一个。棋盘覆盖问题要求用图(b )所示的4中不同形状的L 型骨牌覆盖给定棋盘上除特殊方格以外的所有方格,且热河亮哥L 型骨牌不得重复覆盖。 问题分析: K>0时,可将2k ×2k 的棋盘划分为4个2k-1×2k-1的子棋盘。这样划分后,由于原棋盘只有一个特殊方格,所以,这4个子棋盘中只有1个子棋盘中有特殊方格,其余3个子棋盘中没有特殊方格。为了将这3个没有特殊方格的子棋盘转化成为特殊棋盘,以便采用递归方法求解,可以用一个L 型骨牌覆盖这3个较小的棋盘的会合处,从而将原问题转化为4个较小规模的棋盘覆盖问题。递归地使用这种划分策略,直至将棋盘分割为1×1的子棋盘。 问题求解: 下面介绍棋盘覆盖问题中数据结构的设计。 (1) 棋盘:可以用一个二维数组board[size][size]表示一个棋盘,其中size=2k 。为了 在递归处理的过程中使用同一个棋盘,将数组board 设为全局变量。 (2) 子棋盘:整个棋盘用二维数组board[size][size]表示,其中的子棋盘由棋盘左上 角的下标tr 、tc 和棋盘大小s 表示。 (3) 特殊方格:用board[dr][dc]表示特殊方格,dr 和dc 是该特殊方格在二维数组 board 中的下标。 (4) L 型骨牌:一个2k ×2k 的棋盘中有一个特殊方格,所以,用到L 型骨牌的个数 为(4k -1)/3,将所有L 型骨牌从1开始连续编号,用一个全局变量tile 表示。 图(b ) 图 (a )
分治算法实验(用分治法实现快速排序算法)
算法分析与设计实验报告第四次附加实验
while (a[--j]>x); if (i>=j) { break; } Swap(a[i],a[j]); } a[p] = a[j]; //将基准元素放在合适的位置 a[j] = x; return j; } //通过RandomizedPartition函数来产生随机的划分 template vclass Type> int RandomizedPartition(Type a[], int p, int r) { int i = Random(p,r); Swap(a[i],a[p]); return Partition(a,p,r); } 较小个数排序序列的结果: 测试结果 较大个数排序序列的结果:
实验心得 快速排序在之前的数据结构中也是学过的,在几大排序算法中,快速排序和归并排序尤其是 重中之重,之前的快速排序都是给定确定的轴值,所以存在一些极端的情况使得时间复杂度 很高,排序的效果并不是很好,现在学习的一种利用随机化的快速排序算法,通过随机的确 定轴值,从而可以期望划分是较对称 的,减少了出现极端情况的次数,使得排序的效率挺高了很多, 化算法想呼应,而且关键的是对于随机生成函数,通过这一次的 学习终于弄明白是怎么回事了,不错。 与后面的随机实 验和自己的 实验得分助教签名 附录: 完整代码(分治法) //随机后标记元素后的快速排序 #i nclude #in elude #inelude #include using namespacestd; template < class Type> void S &x,Type &y); // 声明swap函数 inline int Random(int x, int y); // 声明内联函数 template < class Type> int Partition(Type a[], int p, int r); // 声明 Partition 函数template int RandomizedPartition(Type a[], int p, int r); // 声明 RandomizedPartition 函数 int a[1000000]; //定义全局变量用来存放要查找的数组 更大个数排序序列的结果:
最近点对问题
最近点对问题 I.一维问题: 一、问题描述和分析 最近点对问题的提法是:给定平面上n个点,找其中的一对点,使得在n个点组成的所有点对中,该点对间的距离最小。 严格的讲,最接近点对可能多于1对,为简单起见,只找其中的1对作为问题的解。简单的说,只要将每一点与其它n-1个点的距离算出,找出达到最小距离的2点即可。但这样效率太低,故想到分治法来解决这个问题。也就是说,将所给的平面上n个点的集合S 分成2个子集S1和S2,每个子集中约有n/2个点。然后在每个子集中递归的求其最接近的点对。这里,关键问题是如何实现分治法中的合并步骤,即由S1和S2的最接近点对,如何求得原集合S中的最接近点对。如果组成S的最接近点对的2个点都在S1中或都在S2中,则问题很容易解决,但如果这2个点分别在S1和S2中,问题就不那么简单了。下面的基本算法中,将对其作具体分析。 二、基本算法 假设用x轴上某个点m将S划分为2个集合S1和S2,使得S1={x∈S|x<=m};S2={x ∈S|x>m}。因此,对于所有p∈S1和q∈S2有p(完整word版)分治法循环赛日程表实验报告
西北农林科技大学信息工程学院《算法分析与设计》综合训练实习报告 题目:分治法循环赛日程表 学号 姓名 专业班级 指导教师 实践日期2011年5月16日-5月20日
目录 一、综合训练目的与要求 (1) 二、综合训练任务描述 (1) 三、算法设计 (1) 四、详细设计及说明 (3) 五、调试与测试 (4) 六、实习日志 (6) 七、实习总结 (6) 八、附录:核心代码清单 (6)
一、综合训练目的与要求 本综合训练是软件工程专业重要的实践性环节之一,是在学生学习完《算法分析》课程后进行的综合练习。本课综合训练的目的和任务: (1)巩固和加深学生对算法分析课程基本知识的理解和掌握; (2)培养利用算法知识解决实际问题的能力; (3)掌握利用程序设计语言进行算法程序的开发、调试、测试的能力; (4)掌握书写算法设计说明文档的能力; (5)提高综合运用算法、程序设计语言、数据结构知识的能力。 二、综合训练任务描述 假设有n=2k 个运动员要进行网球循环赛。设计一个满足一下要求的比赛日程表:(1)每个选手必须与其他n-1个选手各赛一次 (2)每个选手一天只能赛一次 (3)循环赛一共进行n-1天 利用Java语言开发一个界面,输入运动员的个数,输出比赛日程表。对于输入运动员数目不满足n=2k时,弹出信息提示用户。 三、算法设计 (1) 文字描述 假设n位选手顺序编号为1,2,3……n,比赛的日程表是一个n行n-1列的表格。第i行j列表示第i号选手在第j天的比赛对手,根据分治法,要求n个选手的比赛日程,只要知道其中一半的比赛日程,所以使用递归最终可以分到计算两位选手的比赛日程,然后逐级合并,得出结果。 (2) 框图
分治法实现快速排序
实验一 实验名称:利用分治法实现快速排序实验时间: 2012年12月成绩:一、实验目的 分治法的基本思想是将一个规模为n的问题分解为k个规模较小的子问题,这些子问题互相独立且与原问题相同。递归地解这些子问题,然后将各个子问题的解合并得到原问题的解。 本实验的目的是利用分治策略实现快速排序算法。 二、实验内容 快速排序算法是基于分治策略的排序算法。其基本思想是,对于输入的子数组a[p:r],按以下三个步骤进行排序。 (1)分解:以a[p]为基准元素将a[p:r]划分成3段a[p:q-1],a[q]和a[q+1:r],使a[p:q-1]中任何一个元素小于等于a[q],而a[q+1:r]中任何一个元素大于等于a[q]。下标q在划分过程中确定。 (2)递归求解:通过递归调用快速排序算法分别对a[p:q-1]和a[q+1:r]进行排序。 (3)合并:由于对a[p:q-1]和a[q+1:r]的排序是就地进行的,所以在a[p:q-1]和a[q+1:r]都已排好的序后,不需要执行任何计算,a[p:r]就已排好序。基于这个思想,可实现的快速排序算法如下:void QuickSort(int a[],int p,int r)
{ if(px); if(i>=j) break;
算法分析实验报告--分治策略
分治策略 姓名:XXX 专业班级:XXX 学号:XXX 指导教师:XXX 完成日期:XXX
一、试验名称:分治策略 (1)写出源程序,并编译运行 (2)详细记录程序调试及运行结果 二、实验目的 (1)了解分治策略算法思想 (2)掌握快速排序、归并排序算法 (3)了解其他分治问题典型算法 三、实验内容 (1)编写一个简单的程序,实现归并排序。 (2)编写一段程序,实现快速排序。 (3)编写程序实现循环赛日程表。设有n=2k个运动员要进行网球循环赛。现 要设计一个满足以下要求的比赛日程表:(1)每个选手必须与其它n-1个选手各赛一次(2)每个选手一天只能赛一场(3)循环赛进行n-1天 四、算法思想分析 (1)编写一个简单的程序,实现归并排序。 将待排序元素分成大小大致相同的2个子集合,分别对2个子集合进行 排序,最终将排好序的子集合合并成为所要求的排好序的集合。 (2)编写一段程序,实现快速排序。 通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有 数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数 据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据 变成有序序列。 (3)编写程序实现循环日赛表。 按分治策略,将所有的选手分为两组,n个选手的比赛日程表就可以通 过为n/2个选手设计的比赛日程表来决定。递归地用对选手进行分割, 直到只剩下2个选手时,比赛日程表的制定就变得很简单。这时只要让
这2个选手进行比赛就可以了。 五、算法源代码及用户程序 (1)编写一个简单的程序,实现归并排序。 #include #include<> #define MAX 10 using namespace std; void merge(int array[],int p,int q,int r) { int i,k; int begin1,end1,begin2,end2; int* temp = new int[r-p+1]; begin1 = p; end1 = q; begin2 = q+1; end2 = r; k = 0; while((begin1 <= end1)&&(begin2 <= end2)) { if(array[begin1] < array[begin2]) { temp[k] = array[begin1]; begin1++; } else { temp[k] = array[begin2]; begin2++; } k++; } while(begin1 <= end1) { temp[k++] = array[begin1++]; }
蛮力法分治法求最近对
实验题目 设p1=(x1, y1), p2=(x2, y2), …, pn=(xn, yn)是平面上n个点构成的集合S,设计算法找出集合S中距离最近的点对。 实验目的 (1)进一步掌握递归算法的设计思想以及递归程序的调试技术;(2)理解这样一个观点:分治与递归经常同时应用在算法设计之中。 实验内容(包括代码和对应的执行结果截图) #include #include #include using namespace std; typedef struct Node {//定义一个点的结构,用于表示一个点 int x; int y; }Node; typedef struct NList {//定义一个表示点的集合的结构 Node* data; int count; }NList; typedef struct CloseNode {//用于保存最近两个点以及这两个点之间的距离 Node a; Node b; double space; }CloseNode; int max; void create(NList & L) { cout<<"请输入平面上点的数目:\n"; cin>>max;
L.count=max; L.data = new Node[L.count];//====================动态空间分配 cout<<"输入"<>L.data[i].x>>L.data[i].y; } //求距离平方的函数 double Distinguish2(Node a,Node b) { return ((a.x-b.x)*(a.x-b.x))+((a.y-b.y)*(a.y-b.y)); } //蛮力法求最近对 void BruteForce(const NList & L,CloseNode & cnode,int begin,int end) { for(int i=begin;i<=end;i++) for(int j=i+1;j<=end;j++) { double space = Distinguish2(L.data[i],L.data[j]); if(space