1、插入排序
简单插入
#include<stdio.h> void insort(int a[],int n) { int i,j; for(i=2;i<=n;i++) { j=i-1; a[0]=a[i]; while(a[0]<a[j]) { a[j+1]=a[j]; j--; } a[j+1]=a[0]; } } void main() { int a[11]; int i; for(i=1;i<=10;i++) scanf("%d",&a[i]); insort(a,10); for(i=1;i<=10;i++) printf("%d ",a[i]); }
(1) 选择排序代码: void sort(int list[], int arraySize) { for (int i = arraySize - 1; i >= 1; i--) { //2 分:定义变量 int currentMin = list[0]; int currentMinIndex = 0; //4 分:寻找最小值并记录位置 for (int j = 1; j <= i; j++) { if (currentMin > list[j]) { currentMin = list[j]; currentMinIndex = j; } } //4 分:交换 list[i]和 list[currentMinIndex] if(currentMinIndex != i) { list[currentMinIndex] = list[i]; list[i] = currentMin; } } //2 分:输出结果 for(int m = 0; m < arraySize; m++) { cout << list[m] << " "; } } (2) 插入排序代码: void sort(int list[], int arraySize) { for (int i = 1; i < arraySize; i++) { //2 分:将 list[i]插入一个已排序的集合 list[0…i-1],当前元素为 list[i] int currentElement = list[i]; int k; //6 分:从 i-1 位置开始寻找插入位置,如果发现有元素大于 list[i],则插在该元素 //后面,实现由大到小排序;并且该位置之后的元素均往后移动一位 for (k = i -1; k >=0 && list[k] < currentElement; k--) { list[k+1] = list[k]; } //2 分:将当前元素插入 list[k+1] list[k+1] = currentElement; } //2 分:输出结果 for(int m = 0; m < arraySize; m++) { cout << list[m] << " "; } }
希尔排序
//希尔排序 #include<stdio.h> #include<time.h> #define SWAP(x,y) ((x)=(x)^(y),(y)=(x)^(y),(x)=(x)^(y)) void shell(int a[],int n) { int d=n,i; while(d>1) { d=(d+1)/2; for(i=0;i<n-d;i++) { if(a[d+i]<a[i]) SWAP(a[d+i],a[i]); } } } void main() { srand(time(0)); int i,a[10]; for(i=0;i<10;i++) { a[i]=rand()%100; printf("%d ",a[i]); } printf("\n"); shell(a,10); for(i=0;i<10;i++) { printf("%d ",a[i]); } }
2、快速排序
#include<stdio.h> #include<time.h> #include <iostream> #define SWAP(x,y) ((x)=(x)^(y),(y)=(x)^(y),(x)=(x)^(y)) //快速排序 int partions(int a[],int left,int right) { int key=a[left]; while(left<right) { while(left<right&&a[left]<key) ++left; while(left<right&&a[right]>key) --right; SWAP(a[left],a[right]); } a[left]=key; return left; } void qsort(int a[],int left,int right) { if(left<right) { int q=partions(a,left,right); qsort(a,left,q-1); qsort(a,q+1,right); } } void main() { clock_t start,finish; double durtime; start = clock(); srand(time(0)); int i,a[10]; for(i=0;i<10;i++) { a[i]=rand()%100; printf("%d ",a[i]); } printf("\n"); qsort(a,0,9); for(i=0;i<10;i++) { printf("%d ",a[i]); } finish=clock(); durtime=(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC; printf("\n%fseconds",durtime); system("pause"); }
3、归并排序
//归并排序 #include<iostream> #include<stdio.h> #include<time.h> void merge(int a[],int left,int mid,int right) { int begin1,begin2,end1,end2,k=0,i; begin1=left; begin2=mid+1; end1=mid; end2=right; //int *temp=(int *)malloc((right-left+1)*sizeof(int)); int *temp=new int[right-left+1]; while((begin1<=end1)&&(begin2<=end2)) { if(a[begin1]<a[begin2]) { temp[k++]=a[begin1++]; } else { temp[k++]=a[begin2++]; } } while(begin1<=end1) temp[k++]=a[begin1++]; while(begin2<=end2) temp[k++]=a[begin2++]; for(i=0;i<right-left+1;i++) a[left+i]=temp[i]; delete [](temp); } void mergesort(int a[],int left,int right) { if(left<right) { int mid=(right+left)/2; mergesort(a,left,mid); mergesort(a,mid+1,right); merge(a,left,mid,right); } } void main() { srand(time(0)); int i,a[10]; for(i=0;i<10;i++) { a[i]=rand()%100; printf("%d ",a[i]); } printf("\n"); mergesort(a,0,9); for(i=0;i<10;i++) { printf("%d ",a[i]); } system("pause"); }
4、堆排序
//堆排序 #include<iostream> #include<stdio.h> #include<time.h> #define swap(x,y) ((x)=(x)^(y),(y)=(x)^(y),(x)=(x)^(y)) void HeapAdjust(int array[] , int s , int m) // 对堆进行调整,使下标从s到m的无序序列成为一个大顶堆 { int j , temp = array[s]; for(j = 2*s; j <= m ; j *= 2) { if(j < m && array[j] < array[j + 1]) // 如果结点的左孩子小于右孩子增加j的值 ++j; // 用于记录较大的结点的下标 if(temp >= array[j]) // 如果父结点大于等于两个孩子,则满足大顶堆的定义,跳出循环 break; array[s] = array[j]; // 否则用较大的结点替换父结点 s = j; // 记录下替换父结点的结点下标 } array[s] = temp; // 把原来的父结点移动到替换父结点的结点位置 } void HeapSort(int array[] , int len) { int i; for(i = len / 2; i >= 0 ; --i) // 建立大顶堆 HeapAdjust(array , i , len-1); for(i = len - 1 ; i > 0 ; --i) { swap(array[0] , array[i] ); // 第个元素和最后一个元素进行交换 HeapAdjust(array , 0 , i-1); // 建立大顶堆 } } void main() { srand(time(0)); int i,a[10]; for(i=0;i<10;i++) { a[i]=rand()%100; printf("%d ",a[i]); } printf("\n"); HeapSort(a,10); for(i=0;i<10;i++) { printf("%d ",a[i]); } system("pause"); }
5、0-1背包问题:
有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的费用是c[i],价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量,且价值总和最大。
这个问题的特点是:每种物品只有一件,可以选择放或者不放。
算法基本思想:
利用动态规划思想 ,子问题为:f[i][v]表示前i件物品恰放入一个容量为v的背包可以获得的最大价值。
其状态转移方程是:f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]} //这个方程非常重要,基本上所有跟背包相关的问题的方程都是由它衍生出来的。
解释一下上面的方程:“将前i件物品放入容量为v的背包中”这个子问题,如果只考虑第i件物品放或者不放,那么就可以转化为只涉及前i-1件物品的问题,即1、如果不放第i件物品,则问题转化为“前i-1件物品放入容量为v的背包中”;2、如果放第i件物品,则问题转化为“前i-1件物品放入剩下的容量为v-c[i]的背包中”(此时能获得的最大价值就是f [i-1][v-c[i]]再加上通过放入第i件物品获得的价值w[i])。则f[i][v]的值就是1、2中最大的那个值。
(注意:f[i][v]有意义当且仅当存在一个前i件物品的子集,其费用总和为v。所以按照这个方程递推完毕后,最终的答案并不一定是f[N] [V],而是f[N][0..V]的最大值。)
优化空间复杂度:
以上方法的时间和空间复杂度均为O(N*V),其中时间复杂度基本已经不能再优化了,但空间复杂度却可以优化到O(V)。
上面f[i][v]使用二维数组存储的,可以优化为一维数组f[v],将主循环改为:
for i=1..N
for v=V..0
f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]};
即将第二层循环改为从V..0,逆序。
解释一下:
假设最大容量M=10,物品个数N=3,物品大小w{3,4,5},物品价值p{4,5,6}。
当进行第i次循环时,f[v]中保存的是上次循环产生的结果,即第i-1次循环的结果(i>=1)。所以f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]}这个式子中,等号右边的f[v]和f[v-c[i]]+w[i]都是前一次循环产生的值。
当i=1时,f[0..10]初始值都为0。所以
f[10]=max{f[10],f[10-c[1]]+w[1]}=max{0,f[7]+4}=max{0,0+4}=4;
f[9]=max{f[9],f[9-c[1]]+w[1]}=max{0,f[6]+4}=max{0,0+4}=4;
......
f[3]=max{f[3],f[3-c[1]]+w[1]}=max{0,f[3]+4}=max{0,0+4}=4;
f[2]=max{f[2],f[2-c[1]]+w[1]}=max{0,f[2-3]+4}=0;//数组越界?
f[1]=0;
f[0]=0;
当i=2时,此时f[0..10]经过上次循环后,都已经被重新赋值,即f[0..2]=0,f[3..10]=4。利用f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]}这个公式计算i=2时的f[0..10]的值。
当i=3时同理。
具体的值如下表所示:
因此,利用逆序循环就可以保证在计算f[v]时,公式f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]}中等号右边的f[v]和f[v-c[i]]+w[i]保存的是f[i-1][v]和f[i -1][v-c[i]]的值。
当i=N时,得到的f[V]即为要求的最优值。
初始化的细节问题:
在求最优解的背包问题中,一般有两种不同的问法:1、要求“恰好装满背包”时的最优解;2、求小于等于背包容量的最优解,即不一定恰好装满背包。
这两种问法,在初始化的时候是不同的。
1、要求“恰好装满背包”时的最优解:
在初始化时除了f[0]为0其它f[1..V]均设为-∞,这样就可以保证最终得到的f[N]是一种恰好装满背包的最优解。如果不能恰好满足背包容量,即不能得到f[V]的最优值,则此时f[V]=-∞,这样就能表示没有找到恰好满足背包容量的最优值。
2、求小于等于背包容量的最优解,即不一定恰好装满背包:
如果并没有要求必须把背包装满,而是只希望价值尽量大,初始化时应该将f[0..V]全部设为0。
总结
01背包问题是最基本的背包问题,它包含了背包问题中设计状态、方程的最基本思想,另外,别的类型的背包问题往往也可以转换成01背包问题求解。故一定要仔细体会上面基本思路的得出方法,状态转移方程的意义,以及最后怎样优化的空间复杂度。
0-1背包问题代码:
代码1 #include <iostream> #include <vector> using namespace std; const int MIN=0x80000000; const int N=3; //物品数量 const int V=5; //背包容量 int f[N+1][V+1]; int Package(int *W,int *C,int N,int V); void main(int argc,char *argv[]) { int W[4]={0,7,5,8}; //物品权重 int C[4]={0,2,3,4}; //物品大小 int result=Package(W,C,N,V); if(result>0) { cout<<endl; cout<<"the opt value:"<<result<<endl; int i=N,j=V; while(i) { if(f[i][j]==(f[i-1][j-C[i]]+W[i])) { cout<<i<<":"<<"w="<<W[i]<<",c="<<C[i]<<endl; j-=C[i]; } i--; } } else cout<<"can not find the opt value"<<endl; return; } int Package(int *W,int *C,int N,int V) { int i,j; memset(f,0,sizeof(f)); //初始化为0 for(i=0;i<=N;i++) for(j=1;j<=V;j++) //此步骤是解决是否恰好满足背包容量, f[i][j]=MIN; //若“恰好”满足背包容量,即正好装满背包,则加上此步骤,若不需要“恰好”,则初始化为0 for(i=1;i<=N;i++) for(j=C[i];j<=V;j++) { f[i][j]=(f[i-1][j]>f[i-1][j-C[i]]+W[i])?f[i-1][j]:(f[i-1][j-C[i]]+W[i]); cout<<"f["<<i<<"]["<<j<<"]="<<f[i][j]<<endl; } return f[N][V]; }
其他策略方法见http://zhidao.baidu.com/question/439908883.html
6、哈希查找
根据关键字的结构和分布的不同,可构造出许多不同的哈希函数,这里主要介绍两种常用的整数类型关键字的哈希函数构造方法。
1)直接定址法
H(Key) = key 或H(key) = a x key + b;
2)除留余数法
H(key) = key MOD p ——(p <= m)
hash冲突的处理方法
处理哈希冲突的方法可分为开放定址法和链地址法两大类:
1)开放定制法:
就是当冲突发生时,使用某种探测方法在哈希表中形成一个探测序列。沿此序列逐个单元地查找,直到找到给定的关键字,或者碰到一个空的地址单元为止,
在开放定制法中,哈希表中的空闲单元(假设其下表为d)不仅允许哈希地址为d的同义词关键字使用,而且也允许发生冲突的其他关键字使用,因为这些关键字
的哈希地址不为d,所以称其为非同义词关键字。
Hi=(H(key)+di) MOD m ——i = 1,2,...,k(k<=m-1)
其中H(key)为哈希函数, m为哈希表表长, di为增量序列, 若di=1,2,3,4.。。m-1,则称为线性探测再散列;
若di = 1, -1, 4, -4.。。。。。则称其为二次探测再散列。
2)链地址法:
把所有的同义词链接在同一个单链表中,在这种方法中,哈希表每个单元中存在的不再是对象,而是相应同义词单链表的头指针。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define Hashmax 11 #define MAX 20 typedef int ElemType; typedef struct HashNode { ElemType elem; struct HashNode *next; }HashNode; typedef struct { HashNode ChainHash[MAX]; int count; }HashTable; int hash_mod(ElemType key) { return key % Hashmax; } void InsertHash(HashTable *h, int key) { HashNode *p; int index; p = (HashNode*)malloc(sizeof(HashNode)); p->elem = key; index = hash_mod(key); p->next = h->ChainHash[index].next; h->ChainHash[index].next = p; h->count++; } void CreateHashTable(HashTable *h, int n) { int key; int i; for(i = 0; i < n; i++) { printf("Input the %d key :", i+1); scanf("%d", &key); InsertHash(h, key); } } void PrintHashTable(HashTable *h) { int i; HashNode *p; for(i = 0;i <= Hashmax; i++) { p = h->ChainHash[i].next; while(p) { printf("%-5d", p->elem); p = p->next; } } } int SearchHash(HashTable *h, int key) { HashNode *p; int index; int counter = 0; index = hash_mod(key); p = h->ChainHash[index].next; while(p) { if(p->elem == key) return 1; else p = p->next; } return 0; } void main() { int n ,key; int i; HashTable H; printf("input the length of the Hash that we want to build:"); scanf("%d", &n); for(i = 0;i <= Hashmax; i++) H.ChainHash[i].next = NULL; H.count = 0; CreateHashTable(&H,n); printf("The hash table that we build is:"); PrintHashTable(&H); printf("\nInput the key that we want to search(-1 for exit):"); scanf("%d", &key); while(key != -1) { if(SearchHash(&H, key)) printf("There is a %d record in the Hash Table!\n", key); else printf("There is not a %d record in the Hash Table!\n", key); printf("\nInput the key that we want to search(-1 for exit):"); scanf("%d", &key); } }
7、二分查找
#include<stdio.h> int Search(int *a,int key) { //在顺序表中折半查找key的数据元素。若找到,则函数值为 int low=0,mid; //该元素的数组下标;否则为0。 int high=6; while(low <=high) { mid=(low+high)/2; if(key==a[mid]) { return mid; //找到待查元素 } else if(key <a[mid]) high=mid-1; //继续在前半区间进行查找 else low=mid+1; //继续在后半区间进行查找 } return 0; //顺序表中不存在待查元素 } void main() { int key; scanf("%d",&key); int a[]={22,33,44,55,66,77,88}; Search(a,key); if(!Search(a,key)) printf("你要查找的数不在目标数组中!\n"); else printf("你要查找的数的数组下标为 %d \n",Search(a,key)); }
8、递归hanoi
#include<stdio.h> int count=0; void move(char a,char c) { count++; printf("%c-->%c %d\n",a,c,count); } void hanoi(int n,char a,char b,char c) { if(1==n) move(a,c); else { hanoi(n-1,'a','c','b'); move(a,c); hanoi(n-1,'b','a','c'); } } void main() { int n; scanf("%d",&n); hanoi(n,'a','b','c'); }
9、实现一个队链表排序的算法,C/C++可以使用std::list<int>,Java使用LinkedList<Integer>
要求先描述算法,然后再实现,算法效率尽可能高效。
主要考察链表的归并排序。
要点:需要使用快、慢指针的方法,找到链表的的中间节点,然后进行二路归并排序
typedef struct LNode { int data; struct LNode *next; }LNode , *LinkList; // 对两个有序的链表进行递归的归并 LinkList MergeList_recursive(LinkList head1 , LinkList head2) { LinkList result; if(head1 == NULL) return head2; if(head2 == NULL) return head1; if(head1->data < head2->data) { result = head1; result->next = MergeList_recursive(head1->next , head2); } else { result = head2; result->next = MergeList_recursive(head1 , head2->next); } return result; } // 对两个有序的链表进行非递归的归并 LinkList MergeList(LinkList head1 , LinkList head2) { LinkList head , result = NULL; if(head1 == NULL) return head2; if(head2 == NULL) return head1; while(head1 && head2) { if(head1->data < head2->data) { if(result == NULL) { head = result = head1; head1 = head1->next; } else { result->next = head1; result = head1; head1 = head1->next; } } else { if(result == NULL) { head = result = head2; head2 = head2->next; } else { result->next = head2; result = head2; head2 = head2->next; } } } if(head1) result->next = head1; if(head2) result->next = head2; return head; } // 归并排序,参数为要排序的链表的头结点,函数返回值为排序后的链表的头结点 LinkList MergeSort(LinkList head) { if(head == NULL) return NULL; LinkList r_head , slow , fast; r_head = slow = fast = head; // 找链表中间节点的两种方法 /* while(fast->next != NULL) { if(fast->next->next != NULL) { slow = slow->next; fast = fast->next->next; } else fast = fast->next; }*/ while(fast->next != NULL && fast->next->next != NULL) { slow = slow->next; fast = fast->next->next; } if(slow->next == NULL) // 链表中只有一个节点 return r_head; fast = slow->next; slow->next = NULL; slow = head; // 函数MergeList是对两个有序链表进行归并,返回值是归并后的链表的头结点 //r_head = MergeList_recursive(MergeSort(slow) , MergeSort(fast)); r_head = MergeList(MergeSort(slow) , MergeSort(fast)); return r_head; }
10、约瑟夫环问题
#include <iostream> using namespace std; typedef struct Jos { struct Jos *next; int data; }Jos; void main() { cout<<"输入总人数和间隔\n"; int M,N,n=0; cin>>N>>M; Jos *p,*r; p=(Jos*)malloc(sizeof(Jos)*(N+1)); r=p; for (int i=1;i<=N;i++) { r->data=i; r->next=p+i; r=r->next; } r->data=N; r->next=p;//采用循环单链表实现 while(r!=r->next) { for (int i=0;i<M-1;i++) { r=r->next; } ++n; if(n%10==0) cout<<endl; cout<<r->next->data<<" "; r->next=r->next->next; } cout<<endl; cout<<r->data<<endl; free(p); system("pause"); }
11、八皇后问题
#include <iostream> using namespace std; #define N 8 int count=0; int M[N]={0},L[2*N]={0},R[2*N]={0}; int A[N][N]={0}; void print(int A[N][N]) { int i,j; for(i=0;i<N;i++) { for (j=0;j<N;j++) cout<<" "<<A[i][j]; cout<<endl; } } int mytry(int i,int M[N],int L[2*N],int R[2*N],int A[N][N])//八皇后问题回溯思想 { for (int j=0;j<N;j++) if (!M[j]&&!L[i-j+N]&&!R[i+j]) { A[i][j]=i+1; M[j]=L[i-j+N]=R[i+j]=1; if (i==N-1) { print(A); cout<<endl; count++; } else mytry(i+1,M,L,R,A); A[i][j]=0; M[j]=L[i-j+N]=R[i+j]=0; } return count; } void main() { int n=mytry(0,M,L,R,A); cout<<"count="<<n<<endl; system("pause"); }
12、合唱队形
#include <iostream> using namespace std; #define MAX 10 void main() { int n,a[MAX],b[MAX],c[MAX],i,j,max; cin>>n; for (i=1;i<=n;i++) cin>>a[i]; memset(b,0,sizeof(a)); memset(c,0,sizeof(c)); b[1]=1; for (i=2;i<=n;i++)//求左侧最长上升子序 { max=0; for (j=i-1;j>=1;j--) if(a[j]<a[i]&&b[j]>max) max=b[j]; b[i]=max+1; } c[n]=1; for (i=n-1;i>=0;i--)//求左侧最长上升子序 { max=0; for (j=i+1;j<=n;j++) if(a[j]<a[i]&&c[j]>max) max=c[j]; c[i]=max+1; } max=b[1]+c[1]; for (i=2;i<=n;i++) { if (b[i]+c[i]>max) max=b[i]+c[i]; } cout<<n-max+1<<endl; system("pause"); }
13、0-1背包问题
#include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; #define N 5 int v[]={6,3,6,5,4},w[]={2,2,4,6,5}; int C=10; int cp; int bestp=0; int x[N]; int bestx[N]; void putout() { cout<<"物品放入背包的状态为: "; for (int i=0;i<N;i++) cout<<setw(5)<<x[i]; cout<<" 获得的价值="<<cp; cout<<endl; } void knap(int t)//背包问题回溯算法实现 { if (t>=N) { if (bestp<cp) { bestp=cp; for(int j=0;j<N;j++) bestx[j]=x[j]; } putout(); } else { if (w[t]<=C) { x[t]=1; cp+=v[t]; C-=w[t]; knap(t+1); x[t]=0; C+=w[t]; cp-=v[t]; x[t]=0; } x[t]=0; knap(t+1); } } void main() { knap(0); cout<<"最优价值:"<<bestp<<"\t"; cout<<"此时放入背包物品:"; for (int j=0;j<N;j++) { if (bestx[j]==1) { cout<<j+1<<" "; } } cout<<endl; system("pause"); }
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再加一些假设以尽可能地模仿一个群体,1)每时每刻有随机从3只傻鸟中抽出一只鸟让他分心,在下一刻瞎移动位置,假设其他秃鹫和我一样机智并且有才华(不太可能),好了有了这些,经过2个小时的觅食,我们这十只鸟...
Tarjan算法的缺点是需要对图进行深度优先搜索,可能会出现栈溢出错误,需要小心处理。 在实际应用中,Tarjan算法常用于解决网络拓扑结构、社交网络分析、数据挖掘等领域中的强连通分量问题。 Tarjan算法的C++实现...
以下是从给定文件中提取的一些经典算法题及其解析: 1. **斐波那契数列**(程序1): 斐波那契数列是这样一个数列:0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21...,后面的每一个数字都是前两个数字的和。在Java中,可以通过递归...
7. 免责声明和责任限制:文档声明作者和出版社对本书的准备非常小心,但不提供任何明示或暗示的保证,并不对任何错误或遗漏承担责任。也没有为与使用本书中的信息或程序有关的偶然或随之而来的损害承担责任。这表明...
这意味着在计算过程中,必须小心处理乘法和加法操作,以防止溢出。此外,使用了临时变量`idataTemp`来存储中间计算结果,以及`idataPostSum`和`idataNegSum`来分别累加正负误差值,这种做法有助于确保积分项的正确...
用c实现的KMP算法,没有注释,不过程序逻辑清晰,适合了解算法的人观看