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0-1背包—DP、暴力、贪心

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最简单地:v是空间,w是价值,要求总价值最大
dp[v] = max {dp[v-v[i]] + w[i]};//自顶向下;
                                      //自底向上
  


1.  /**********************************************************
   2. *        0-1背包问题
   3. *
   4. *        问题描述:
   5. *                给定n种物品和一背包。物品 i 的重量是 w[i] ,其价值为
   6. *        v[i] ,背包的容量为 c 。问:应该如何选择装入背包中的物品,
   7. *        使得装入背包中物品的总价值最大?
   8. *               
   9. *                在选择装入背包中的物品时,对每种物品 i 只有两种选择,
  10. *        即装入或不装入背包。不能将物品 i 装入背包多次,也不能只
  11. *        装入部分的物品 i 。因此,该问题称为 0-1 背包问题。
  12. *
  13. *                此问题的形式化描述为,给定 c > 0, w[i] > 0, v[i] > 0
  14. *        1 <= i <= n ,要求找出 n 元 0-1 向量 x[1 .. n], 其中x[i]
  15. *        等于0或1,使得对 w[i] * x[i] 求和小于等于 c ,并且 v[i] *
  16. *        x[i]达到最大。因此,0-1背包问题是一个特殊的整数规划问题。
  17. *
  18. ***********************************************************/
  19. 
  20. 
  21. public class BagZeroOne {
  22. 
  23.         /**********************************************************************
  24.         *                        动态规划解 (Dynamic Programming)
  25.         *       
  26.         *        @param v        in        the 物品价值数组
  27.         *        @param w        in        the 物品重量数组
  28.         *        @param c        in        the 背包的容量
  29.         *        @param m        out        the 最优值数组,m[i][j]即背包容量为j,可选物品为 i, i + 1, ... , n 时0-1背包问题的最优值
  30.         *       
  31.         *        由于0-1背包问题的最优子结构性质,可以建立计算m[i][j]的递归式如下:
  32.         *                       / max{m[i + 1][j]), m[i + 1][j - w[i]] + v[i]}                j >= w[i]       
  33.         *        m[i][j]       /
  34.         *                      \
  35.         *                       \ m[i + 1][j]                                                 0 <= j < w[i]
  36.         *
  37.         *                    / v[n]                                                           j >= w[n]
  38.         *        m[n][j]    /
  39.         *                   \
  40.         *                    \ 0                                                              0 <= j < w[n]
  41.         *
  42.         **********************************************************************/
  43.     public static void knapsack(int[] v, int[] w, int c, int[][] m) {
  44.                 int n = v.length - 1;
  45.                 int jMax = Math.min(w[n] - 1, c);
  46.                 for (int j = 0; j <= jMax; j++) {
  47.                     m[n][j] = 0;
  48.                 }
  49.                 for (int j = w[n]; j <= c; j++) {
  50.                     m[n][j] = v[n];
  51.                 }
  52.                 for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
  53.                     jMax = Math.min(w[i] - 1, c);
  54.                         for (int j = 0; j <= jMax; j++) {
  55.                             m[i][j] = m[i + 1][j];
  56.                         }
  57.                         for (int j = w[i]; j <= c; j++) {
  58.                             m[i][j] = Math.max(m[i + 1][j], m[i + 1][j - w[i]] + v[i]);
  59.                         }
  60.                 }
  61.                 /*
  62.                 m[1][c] = m[2][c];
  63.                 if (c >= w[1]) {
  64.                     m[1][c] = Math.max(m[1][c], m[2][c - w[1]] + v[1]);
  65.                 }
  66.                 */
  67.         }
  68. 
  69.         /**
  70.         *        @param        m        in        the 最优值数组
  71.         *        @param        w        in        the 重量数组        
  72.         *        @param        c        in        the 背包容量
  73.         *        @param        x        out        the 物品选择数组 if x[i] == 1 则选物品 i, 否则不选
  74.         **/
  75.         public static void trackback(int[][] m, int[] w, int c, int[] x) {
  76.                 int n = w.length - 1;
  77.                 for (int i = 1; i < n; i++) {
  78.                     if (m[i][c] == m[i + 1][c]) {
  79.                         x[i] = 0;                //不选物品 i
  80.                     } else {
  81.                         x[i] = 1;                //选择物品 i
  82.                                 c -= w[i];                //剩余容量
  83.                     }
  84.                 }
  85.                 x[n] = (m[n][c] > 0)? 1: 0;
  86.         }
  87. 
  88.         public static void testDynamicProgramming() {
  89.                 System.out.print("1. --- testDynamicProgramming      ---> ");
  90.                 //输入
  91.                 int c = 7;
  92.                 int[] w = {0, 5, 3, 2, 1};
  93.                 int[] v = {0, 4, 4, 3, 1};
  94.                
  95.                 //应该的输出
  96.                 int expectedVMax = 8;
  97.                 int[] expectedX = {0, 0, 1, 1, 1};
  98.                
  99.                 //程序运行时变量
100.                 int[][] m = new int[w.length][c + 1];
101.                 int[] x = new int[w.length];
102. 
103. 
104.                 knapsack(v, w, c, m);
105.                 trackback(m, w, c, x);
106.                
107.                 if (m[1][c] == expectedVMax && java.util.Arrays.equals(x, expectedX)) {
108.                     System.out.println("Test success!");
109.                 } else {
110.                     System.out.println("Test fail!");
111.                 }
112.         }
113. 
114.         /******************************************************************************
115.         *                        暴力解 (Brutal Force)
116.         *
117.         *        物品 i 的重量 w[i], 价值 v[i]
118.         *       
119.         *        递归算法
120.         *                try (物品 i, 当前选择已经达到的重量之和 tw, 本方案可能达到的总价值 tv)
121.         *                {
122.         *                        //考虑物品 i 包含在当前方案的可能性
123.         *                        if (包含物品 i 是可接受的)
124.         *                        {
125.         *                                将物品 i 包含在当前方案中;
126.         *                                if (i < n - 1)
127.         *                                        try(i + 1, tw + w[i], tv);
128.         *                                else        //又是一个完整方案,因它比前面的方案要好,以它作为最佳方案
129.         *                                        以当前方案作为临时最佳方案保存
130.         *                                恢复物品 i 不包含在内的状态
131.         *                        }
132.         *                        //考虑物品 i 不包含在当前方案中的可能性
133.         *                        if (不包含物品 i 仅是可考虑的)
134.         *                        {
135.         *                                if (i < n - 1)
136.         *                                        try(i + 1, tw, tv - v[i]);
137.         *                                else        //又是一个完整方案,因它比前面的方案要好,以它作为最佳方案
138.         *                                        以当前方案作为临时最佳方案保存
139.         *                        }
140.         *                }
141.         ******************************************************************************/
142. 
143.         private static int[] w;                  //重量
144.         private static int[] v;                  //价值
145.         private static int[] x;                  //最优解
146.         private static int[] opt;                //有效解
147.         private static int c;                    //背包容量
148.         private static int maxv;                 //最优值
149. 
150.         public static void find(int i, int tw, int tv) {
151.                 //考虑物品 i 包含在当前方案中的可能性
152.                 if (tw + w[i] <= c) {        //包含物品 i 是可以接受的
153. opt[i] = 1;
154.                         if (i < w.length - 1) {
155.                             find(i + 1, tw + w[i], tv);
156.                         } else {                        //又是一个完整方案,因它比前面的方案好,以它作为最佳方案
157.                             for (int j = 0; j < x.length; j++) {
158.                                 x[j] = opt[j];
159.                             }
160.                                 maxv = tv;
161.                         }
162.                         opt[i] = 0;
163.                 }
164.                 //考虑物品 i 不包含在当前方案中的可能性
165.                 if (tv - v[i] > maxv) {        //不包含物品 i 是可以考虑的
166.                     if (i < w.length - 1) {
167.                         find(i + 1, tw, tv - v[i]);
168.                     } else { //又是一个完整方案,因它比前面的方案好,以它作为最佳方案
169.                         for (int j = 0; j < x.length; j++) {
170.                             x[j] = opt[j];
171.                         }
172.                                 maxv = tv - v[i];
173.                     }
174.                 }
175.         }
176. 
177.         public static void testBrutalForceRecursive() {
178.                 System.out.print("2. --- testBrutalForceRecursive    ---> ");
179.                 int[] expectedX = {0, 1, 1, 1};
180.                 int        expectedMaxV = 8;
181. 
182.                 w = new int[] {5, 3, 2, 1};
183.                 v = new int[] {4, 4, 3, 1};
184.                 x = new int[w.length];
185.                 opt = new int[w.length];
186.                 c = 7;
187.                 int tv = 0;
188.                 for (int i : v) {
189.                         tv += i;   
190.                 }
191. 
192.                 find(0, 0, tv);               
193. //                System.out.println("maxv = " + maxv);
194. //                System.out.println("x = " + java.util.Arrays.toString(x));
195.                 if (maxv == expectedMaxV && java.util.Arrays.equals(x, expectedX)) {
196.                     System.out.println("Test success!");
197.                 } else {
198.                     System.out.println("Test fail!");
199.                 }
200.         }
201. 
202.         /****************************************************************
203.         *                暴力解 (Brutal Force)
204.         *       
205.         *        非递归算法
206.         *
207.         *
208.         *****************************************************************/
209. 
210.         //当前候选解中各物品的考虑和选择状态,以及置该物品候选解的状态
211.         private static int[] flag;                                //物品的考虑状态:0.不选;1.将被考虑;2.曾被选中
212.         private static int[] twe;                                //已经达到的总重量
213.         private static int[] tve;                                //期望的总价值
214. 
215.         private static int maxw;                                //背包容量
216.         private static int[] cop;                                //临时最佳解的物品选择方案,当cop[i] 为 1 时,物品 i 在解中
217. 
218.         //将考虑物品 i
219.         private static void next(int i, int tw, int tv) {
220.                 flag[i] = 1;
221.                 twe[i] = tw;
222.                 tve[i] = tv;
223.         }
224.         public static int find(int[] w, int[] v, int n) {
225.                 int i, k, f;
226.                 int maxv, tw, tv, totv = 0;
227.                 maxv = 0;
228.                 for (int value : v) {
229.                     totv += value;
230.                 }
231.                 next(0, 0, totv);
232.                 i = 0;
233. 
234.                 while (i >= 0) {
235.                     f = flag[i];
236.                         tw = twe[i];
237.                         tv = tve[i];
238.                         switch (f) {
239.                                 case 0:                                              //回退
240.                                         i--;
241.                                         break;
242. 
243.                             case 1:                                                  //考虑被选中
244.                                 flag[i]++;
245.                                         if (tw + w[i] <= maxw) {                     //选中可行吗?
246.                                             if (i < n - 1) {
247.                                                 next(i + 1, tw + w[i], tv);
248.                                                         i++;
249.                                             } else {
250.                                                 maxv = tv;
251.                                                         for (k = 0; k < n; k++) {
252.                                                             cop[k] = ((flag[k] != 0)? 1 : 0);
253.                                                         }
254.                                             }
255.                                         }
256.                                 break;
257. 
258.                             default:                                                   //flag等于2
259.                                 flag[i] = 0;
260.                                         if (tv - v[i] > maxv) {                        //不选物品 i 可行吗?
261.                                             if (i < n - 1) {
262.                                                 next(i + 1, tw, tv - v[i]);
263.                                                         i++;
264.                                             } else {
265.                                                 maxv = tv - v[i];
266.                                                         for (k = 0; k < n; k++) {
267.                                                             cop[k] = ((flag[k] != 0)? 1 : 0);                                                           
268.                                                         }
269.                                             }
270.                                         }
271.                                 break;
272.                         }
273.                 }
274.                 return maxv;
275.         }
276. 
277.         public static void testBrutalForceNotRecursive() {
278.                 System.out.print("3. --- testBrutalForceNotRecursive ---> ");
279.                 int[] expectedX = {0, 1, 1, 1};
280.                 int expectedMaxV = 8;
281.                
282.                 int[] w = new int[] {5, 3, 2, 1};
283.                 int[] v = new int[] {4, 4, 3, 1};
284.                 int n = w.length;
285.                
286.                 cop = new int[n];
287. 
288.                 flag = new int[n];
289.                 twe = new int[n];
290.                 tve = new int[n];
291. 
292.                 maxw = 7;
293. 
294.                 int maxv = find(w, v, n);               
295. //                System.out.println("maxv = " + maxv);
296. //                System.out.println("x = " + java.util.Arrays.toString(x));
297.                 if (maxv == expectedMaxV && java.util.Arrays.equals(cop, expectedX)) {
298.                     System.out.println("Test success!");
299.                 } else {
300.                     System.out.println("Test fail!");
301.                 }
302. 
303.         }
304. 
305.         public static void main(String[] args) {
306.                 testDynamicProgramming();
307.                 testBrutalForceRecursive();
308.                 testBrutalForceNotRecursive();
309.         }
310. }
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    【项目资源】: 适用于从基础到高级的各种项目,特别是在性能要求较高的场景中,比如操作系统开发、嵌入式编程和底层系统编程。如果您是初学者,可以从简单的控制台程序开始练习;如果是进阶开发者,可以尝试涉及硬件或网络的项目。 【项目质量】: 所有源码都经过严格测试,可以直接运行。 功能在确认正常工作后才上传。 【适用人群】: 适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。 可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【附加价值】: 项目具有较高的学习借鉴价值,也可直接拿来修改复刻。 对于有一定基础或热衷于研究的人来说,可以在这些基础代码上进行修改和扩展,实现其他功能。 【沟通交流】: 有任何使用上的问题,欢迎随时与博主沟通,博主会及时解答。 鼓励下载和使用,并欢迎大家互相学习,共同进步。 # 注意 1. 本资源仅用于开源学习和技术交流。不可商用等,一切后果由使用者承担。 2. 部分字体以及插图等来自网络,若是侵权请联系删除。

    【计算机编程】汇编语言:计算机底层编程的基石与应用领域综述

    内容概要:汇编语言是一种低级编程语言,它作为计算机硬件与高级语言间的桥梁,使用助记符表示机器指令。起源于20世纪40年代末至50年代初,目的是替代难以理解的机器语言。汇编语言的特点在于高效性和灵活性,可直接与硬件交互,充分利用硬件资源。它广泛应用于操作系统开发(如中断处理、内存管理)、嵌入式系统(如实时控制系统)以及对安全性和可靠性要求极高的软件开发中。学习汇编语言有助于深入了解计算机工作原理,提升程序性能优化、复杂问题调试及高性能软件开发的能力,培养逻辑思维和关注细节的习惯。; 适合人群:对计算机底层原理感兴趣的程序员、计算机科学专业学生或希望深入理解计算机硬件与软件交互机制的人士。; 使用场景及目标:①理解计算机底层工作原理;②提高程序性能优化能力;③增强复杂问题调试技巧;④开发高性能、高可靠性的软件。; 其他说明:尽管现代编程更多使用高级语言,但汇编语言的学习价值依然很高,特别是在涉及硬件交互和性能优化方面。建议学习时结合实际项目进行练习,以加深理解。

    毕设单片机实战项目机智云智能插座项目固件源码,基于ESP8266平台.zip

    【项目资源】: 单片机项目适用于从基础到高级的各种项目,特别是在性能要求较高的场景中,比如操作系统开发、嵌入式编程和底层系统编程。如果您是初学者,可以从简单的控制台程序开始练习;如果是进阶开发者,可以尝试涉及硬件或网络的项目。 【项目质量】: 所有源码都经过严格测试,可以直接运行。 功能在确认正常工作后才上传。 【适用人群】: 适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。 可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【附加价值】: 项目具有较高的学习借鉴价值,也可直接拿来修改复刻。 对于有一定基础或热衷于研究的人来说,可以在这些基础代码上进行修改和扩展,实现其他功能。 【沟通交流】: 有任何使用上的问题,欢迎随时与博主沟通,博主会及时解答。 鼓励下载和使用,并欢迎大家互相学习,共同进步。 # 注意 1. 本资源仅用于开源学习和技术交流。不可商用等,一切后果由使用者承担。 2. 部分字体以及插图等来自网络,若是侵权请联系删除。

    PHP面向对象编程与Oracle实战

    本书名为《Web Programming for Business: PHP Object-Oriented Programming with Oracle》,由David Paper撰写,主要面向希望在商业环境中解决数据和技术问题的学生。本书采用Oracle作为后端数据库,内容版本中立,即使PHP和Oracle发生变更,书中代码依然有效。书中代码示例清晰,注重解决方案,并详细解释了如何利用XML、RSS和AJAX等技术在商业应用中。章节内容涵盖了数据库功能、安全编程以及数据转换编程。此外,书中还提供了PowerPoint幻灯片、应用考试题目和示例代码的源文件,旨在通过实例教学帮助读者掌握PHP面向对象编程。大卫·佩珀教授拥有德州仪器和IBM等大公司的实际工作经验,目前在美国犹他州立大学教授计算机科学和商业专业。

    车辆控制Simulink电动车转弯制动ABS与DYC联合控制系统设计:7自由度模型及滑模控制优化使用Simulink

    内容概要:本文详细解析了一个用于电动汽车转弯制动时ABS(防抱死系统)与DYC(横摆力矩控制)协同工作的Simulink模型。模型采用7自由度设计,涵盖纵向、横向、横摆运动及四轮旋转自由度,并引入轮胎魔术公式来精确模拟轮胎力特性。文章重点介绍了ABS系统中的滑移率观测与PID控制策略,以及DYC系统的滑模控制设计,特别是两者之间的协同控制逻辑。通过双移线工况测试验证,该模型能够显著提高车辆稳定性,将横摆角控制在3度以内,并缩短制动距离1.2米。文中还提供了关于模型优化、参数调试的具体建议,以及针对特定工况的仿真技巧。 适合人群:从事车辆控制系统开发的工程师、研究生及对汽车主动安全技术感兴趣的科研人员。 使用场景及目标:①研究ABS与DYC在电动汽车中的协同控制机制;②探索不同路面条件下车辆动态性能优化;③为ESP或TCS系统开发提供参考模型;④比较滑模控制与LQR控制在车辆控制中的应用效果。 阅读建议:建议读者重点关注7自由度模型的设计思路、轮胎魔术公式的实现方式、滑模控制参数调试过程以及ABS和DYC协同控制策略。由于模型涉及较多数学公式和Simulink实现细节,建议结合相关文献深入理解,并通过实际仿真加深认识。

    (源码)基于LVGL图形库的PC模拟器.zip

    # 基于LVGL图形库的PC模拟器 ## 项目简介 本项目是基于LVGL图形库的PC模拟器。LVGL是为嵌入式系统设计的开源图形库,用于创建嵌入式系统的图形用户界面。该项目将LVGL移植到PC上,让开发者无需嵌入式硬件,就能在PC上进行LVGL应用的开发、调试和测试,节约成本且能提升开发效率。 ## 项目的主要特性和功能 1. 跨平台支持可在Windows、Linux和OSX等操作系统上运行。 2. 图形用户界面模拟借助LVGL图形库的各种GUI组件和工具进行模拟。 3. 模拟输入设备能模拟鼠标和键盘的输入操作。 4. 灵活调试通过PC模拟器开发和调试应用程序,便于查找和修复错误。 5. Docker支持便于在Docker容器中运行和测试项目。 ## 安装使用步骤 假设用户已经下载了本项目的源码文件 ### 安装依赖

    毕设单片机实战项目基于ESP8266的家庭版简易开关.zip

    【项目资源】: 单片机项目适用于从基础到高级的各种项目,特别是在性能要求较高的场景中,比如操作系统开发、嵌入式编程和底层系统编程。如果您是初学者,可以从简单的控制台程序开始练习;如果是进阶开发者,可以尝试涉及硬件或网络的项目。 【项目质量】: 所有源码都经过严格测试,可以直接运行。 功能在确认正常工作后才上传。 【适用人群】: 适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。 可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【附加价值】: 项目具有较高的学习借鉴价值,也可直接拿来修改复刻。 对于有一定基础或热衷于研究的人来说,可以在这些基础代码上进行修改和扩展,实现其他功能。 【沟通交流】: 有任何使用上的问题,欢迎随时与博主沟通,博主会及时解答。 鼓励下载和使用,并欢迎大家互相学习,共同进步。 # 注意 1. 本资源仅用于开源学习和技术交流。不可商用等,一切后果由使用者承担。 2. 部分字体以及插图等来自网络,若是侵权请联系删除。

    Android毕设实战项目基于Android的基金投资分析系统.zip

    【项目资源】: 适用于从基础到高级的各种项目,特别是在性能要求较高的场景中,比如操作系统开发、嵌入式编程和底层系统编程。如果您是初学者,可以从简单的控制台程序开始练习;如果是进阶开发者,可以尝试涉及硬件或网络的项目。 【项目质量】: 所有源码都经过严格测试,可以直接运行。 功能在确认正常工作后才上传。 【适用人群】: 适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。 可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【附加价值】: 项目具有较高的学习借鉴价值,也可直接拿来修改复刻。 对于有一定基础或热衷于研究的人来说,可以在这些基础代码上进行修改和扩展,实现其他功能。 【沟通交流】: 有任何使用上的问题,欢迎随时与博主沟通,博主会及时解答。 鼓励下载和使用,并欢迎大家互相学习,共同进步。 # 注意 1. 本资源仅用于开源学习和技术交流。不可商用等,一切后果由使用者承担。 2. 部分字体以及插图等来自网络,若是侵权请联系删除。

    【Python符号计算】SymPy库简介、安装与核心功能详解:涵盖符号运算、微积分、线性代数及应用实例

    内容概要:本文介绍了SymPy,一个用于符号数学的Python库。SymPy起源于2007年,由Ondřej Čertík和Aaron Meurer发起,现已发展成一个活跃的开源社区项目。SymPy的核心功能包括符号计算、数学表达式的解析与简化、微积分、线性代数、物理学和工程学应用、可视化、代码生成等。它支持符号变量的创建和基本代数运算,能求解方程、执行符号积分与微分、计算极限与级数、进行矩阵操作等。此外,SymPy在物理问题(如量子力学中的谐振子问题和经典力学中的运动方程)和数学问题(如函数图形和矩阵变换的可视化)的实际应用中表现出色。安装SymPy可通过pip完成,安装后可通过导入库来验证安装是否成功。SymPy与NumPy的区别在于前者专注于符号数学,后者侧重于数值计算。调试SymPy代码时,可以使用print语句、pprint函数、simplify函数以及断点和调试器等工具。 适合人群:对符号数学感兴趣的程序员、研究人员、教师和学生,尤其是那些希望在Python环境中进行数学研究和教育的人群。 使用场景及目标:①用于符号数学计算,如代数运算、微积分、解方程等;②在物理学和工程学中解析和求解微分方程;③结合Matplotlib等库进行数学表达式的可视化;④将符号表达式转换为其他编程语言的代码,适用于高性能计算和嵌入式系统。 阅读建议:由于SymPy涵盖了广泛的数学功能,建议读者从基础功能入手,逐步深入到高级应用。同时,结合实际案例和可视化工具,以更好地理解和掌握SymPy的强大功能。在学习过程中,可以利用提供的调试工具确保代码的正确性。

    chrome-win.zip

    安装包

    (源码)基于Spring Boot框架的ABrowse基因组浏览器.zip

    # 基于Spring Boot框架的ABrowse基因组浏览器 ## 项目简介 ABrowse是一款轻量级的通用基因组浏览器框架,目标是助力生物学家搭建便捷易用的基因组浏览器。其可视化引擎在浏览器端运行,能为用户带来出色的交互体验。该框架支持GTF、BedGraph、SAM等数据格式以及自定义的存储转录剪接位点的数据格式,数据可通过其提供的接口导入本地mongoDB,开发者还能基于API扩展对更多数据格式的支持。此外,ABrowse支持为同一种数据格式提供多种可视化形式,并且可以借助JavaScript API进一步添加更多可视化方法。软件采用Browser Server架构,后端运用Spring Boot框架,前端由HTML5 + JavaScript实现。 ## 项目的主要特性和功能 1. 多数据格式支持支持GTF、BedGraph、SAM等常见格式以及自定义的转录剪接位点数据格式。

    解码 -getitem- 和 -len- - 自定义序列的钥匙

    解码 -getitem- 和 -len- - 自定义序列的钥匙

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