算法分析与设计考试复习题及参考复习资料
算法设计与分析复习题目及答案
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( B )。
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、在下列算法中有时找不到问题解的是( B )。
A、蒙特卡罗算法B、拉斯维加斯算法C、舍伍德算法D、数值概率算法5. 回溯法解旅行售货员问题时的解空间树是( B )。
A、子集树B、排列树C、深度优先生成树D、广度优先生成树6.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7、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8、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9. 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10、下列随机算法中运行时有时候成功有时候失败的是(C )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11.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12.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13.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14.哈弗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)15.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16.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17.实现棋盘覆盖算法利用的算法是( A )。
计算机算法设计与分析期末考试复习资料
计算机算法设计与分析期末考试复习资料一、算法设计实例1、快速排序(分治法)int partition(float a[], int p, int r) {int i= p, j=r+1;float x = a[p];while(1){while(a[++i] < x);while(a[--j] < x);if(i >= j)break;swap (a[i], a[j]);}a[p] = a[j];a[j] = x;return j;}void Quicksort(float a[], int p, int r){//快速排序if(p < r){int q = partition(a, p, r);Quicksort(a, p, q-1);Quicksort(a, p+1, r);}}2、归并排序(分治法)void mergesort (Type a[], int left, int right) {if (left < rigth){int mid = (left + right)/2; //取中点mergesort (a, left, mid);mergesort (a, mid+1, right);mergesort (a, b, left, right);//合并到数组bmergesort (a, b, left, right);//复制到数组a}}3、背包问题(贪心算法)void knapsack (int n, float m ,float v[], float w[], float x[]) { sort(n, v, w) //非递增排序int i;for (i=1 ; i<=n; i++)x[i] = 0;float c = m;for (i= 1; i<=n; i++){if (w[i] > c)break;x[i] = 1;c -= w[i];}if (i <= n)x[i] = c/w[i] ;}4、活动安排问题(贪心算法)void Greadyselector (int n, Type s[], Type f[], bool A[]) { //s[i] 为活动结束时间,f[j]为j活动开始时间A[i] = true;int j= 1;for (i=2; i<=n; i++){if (s[i] >= f[j]){A[i] = true; j=i;}elseA[i] = false;}}5、喷水装置问题(贪心算法)void knansack (int w, int d, float r[], int n){//w为草坪长度d为草坪宽度r[]为喷水装置的喷水半径,//n为n 种喷水装置,喷水装置的喷水半径>= d/2sort (r[], n); //降序排序count = 0; //记录装置数for (i=1; i<=n; i++)x[i] = 0;//初始时,所有喷水装置没有安装x[i]=0for (i=1; w >= 0; i++){x[i] = 1;count ++;w = w - 2*sqart(r[i]*r[i] - 1);}count << 装置数: << count << end1;for (i=1; i<= n; i++)count << 喷水装置半径:<< r[i] << end1;}6、最优服务问题(贪心算法)double greedy (rector x, int s){rector st(s+1, 0);rector su(s+1 ,0);int n=x.size();//st[] 是服务数组,st[j]为第j个队列上的某一个顾客的等待时间//su[] 是求和数组,su[j]为第j个队列上所有顾客的等待时间sort(x.begin(), x.end());//每个顾客所需要的服务时间升序排列int i=0, j=0;while( i<="" p="">{st[j] += x[i]; //x[i]= x.begin-x.endsu[j] += st[j];i++;j++;if ( j==s)j=0;}double t=0;for (i=0; i<="" p="">t += su[i];t /=n;return t;}7、石子合并问题(贪心算法)float bebig (int A[], int n) {m = n;sort(A, m); //升序while (m>1){for (i=3; i<=m; i++)if ( p<="" p="">break;elseA[i-2]=A[i];for (A[i-2] = p;i<= m; i++){A[i-1] = A[i];m--;}}count << A[1] << end1}8、石子合并问题(动态规划算法)best [i][j] 表示i-j 合并化最优值sum [i][j] 表示第i个石子到第j个石子的总数量| 0f(i,j) = || min{f(i,k) + f(k+1,j)}+ sum(i,j)int sum [maxm]int best [maxm][maxn];int n, stme[maxn];int getbest();{//初始化,没有合并for (int i=0; i< n; i++)best[i][j] =0;//还需要进行合并for (int r=1; r<="">{for(i=0; i<="" p="">{int j = i+v;best[i][j]= INT- MAX;int add = sum[j] -(i>0 ! sum[i-1]: 0);//中间断开位置,取最优值for (int k=i; k<="" p="">{best[i][j]= min(best[i][j], best[i][k]+best[k+1][j])+add; }}}return best[0][n-1];}9、最小重量机器设计问题(回溯法)typedef struct Qnode{float wei;//重量float val;//价格int ceng;//层次int no; //供应商struct Qnode * Parent;//双亲指针}Qnode;float wei[n+1][m+1] = ;float val[n+1][m+1] = ;void backstack (Qnode *p){if (p->ceng == n+1){if (bestw > p->wei){testw = p->wei;best =p;}}else{for (i=1; i<=m; i++)k=p->ceng;vt = p->val + val[k][i];wt = p->wei + wei[k][i];if (vt <=d && wt <= bestw){s = new Qnode;s->val = vt;s->wei = wt;s->ceng = k+1;s->no = 1;s->parent = p;backstrack(S);}}}10、最小重量机器设计问题(分支限界法)typedef struct Qnode{float wei;//重量float val;//价格int ceng;//层次int no; //供应商struct Qnode * Parent;//双亲指针}Qnode;float wei[n+1][m+1] = ;float val[n+1][m+1] = ;void minloading(){float wt=0;float vt=0;float bestw= Max;//最小重量Qnode *best; s = new Qnode;s->wei = 0;s->val = 0;s->ceng = 1;s->no =0;s->parent=null;Iinit_Queue(Q);EnQueue(Q,S);do{p=OutQueue(Q);//出队if (p->ceng==n+1) {if(bestw > p->wei){bestw = p->wei;best =p;}}else{for (i=1; i<=m;i++){k= p->ceng;vt =p->val + val[k][i];wt =p->wei + wei[k][i];if (vt <=d && wt <=bestw){s= new Qnode;s->ceng=k+1;s->wt=wt;s->val=val;s->no=i;s->parent=p;EnQueue (Q, S);}}}}while(!empty(Q));p=best;while(p->parent){count << 部件:<< p->ceng-1 << end1; count << 供应商:<< p->no << end1; p=p->parent;}}11、快速排序(随机化算法—舍伍德算法)int partion (int a[], int l, int r){key = a[l];int i=l, j=r;while(1){while(a[++i]< key && i<=r);while(a[--j]> key && j>=l);if(i >= j)break;if (a[i] != a[j])swap(a[i] , a[j]);}if ((j !=l) && a[l] != a[j])swap(a[l], a[j]);return j;}int Ranpartion (int a[], int l, int r) {k=rand()%(r-1 + l)+1;swap(a[k], a[l]);int ans = partion(a, l, r);return ans;}int Quick_sort(int a[], int l, int r, int k) {int p= Randpartion(a, l, r);if (p == k)return a[k];else if (k< p)return Quick_sort(a, l, p-1, k);else{int j= 0;for (int i= p+1; i<=r; i++)b[j++] = a[i]return Quick_sort(b, 1, j, k-p);}}12、线性选择(随机化算法—舍伍德算法)二、简答题1.分治法的基本思想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。
《算法分析与设计》期末考试复习题纲(完整版)
《算法分析与设计》期末复习题一、选择题1.算法必须具备输入、输出和( D )等4个特性。
A.可行性和安全性 B.确定性和易读性C.有穷性和安全性 D.有穷性和确定性2.算法分析中,记号O表示( B ),记号Ω表示( A )A.渐进下界B.渐进上界C.非紧上界D.紧渐进界3.假设某算法在输入规模为n时的计算时间为T(n)=3*2^n。
在某台计算机上实现并完成概算法的时间为t秒。
现有另一台计算机,其运行速度为第一台的64倍,那么在这台新机器上用同一算法在t秒内能解输入规模为多大的问题?( B )解题方法:3*2^n*64=3*2^xA.n+8 B.n+6C.n+7 D.n+54.设问题规模为N时,某递归算法的时间复杂度记为T(N),已知T(1)=1,T(N)=2T(N/2)+N/2,用O表示的时间复杂度为( C )。
A.O(logN) B.O(N)C.O(NlogN) D.O(N²logN)5.直接或间接调用自身的算法称为( B )。
A.贪心算法 B.递归算法C.迭代算法 D.回溯法6.Fibonacci数列中,第4个和第11个数分别是( D )。
A.5,89 B.3,89C.5,144 D.3,1447.在有8个顶点的凸多边形的三角剖分中,恰有( B )。
A.6条弦和7个三角形 B.5条弦和6个三角形C.6条弦和6个三角形 D.5条弦和5个三角形8.一个问题可用动态规划算法或贪心算法求解的关键特征是问题的( B )。
A.重叠子问题 B.最优子结构性质C.贪心选择性质 D.定义最优解9.下列哪个问题不用贪心法求解( C )。
A.哈夫曼编码问题 B.单源最短路径问题C.最大团问题 D.最小生成树问题10.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11.下列算法中不能解决0/1背包问题的是( A )。
A.贪心法 B.动态规划C.回溯法 D.分支限界法12.下列哪个问题可以用贪心算法求解( D )。
《算法分析与设计》期末测验复习题纲(完整版)
《算法分析与设计》期末测验复习题纲(完整版)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:《算法分析与设计》期末复习题一、选择题1.算法必须具备输入、输出和( D )等4个特性。
A.可行性和安全性 B.确定性和易读性C.有穷性和安全性 D.有穷性和确定性2.算法分析中,记号O表示( B ),记号Ω表示( A )A.渐进下界B.渐进上界C.非紧上界D.紧渐进界3.假设某算法在输入规模为n时的计算时间为T(n)=3*2^n。
在某台计算机上实现并完成概算法的时间为t秒。
现有另一台计算机,其运行速度为第一台的64倍,那么在这台新机器上用同一算法在t秒内能解输入规模为多大的问题?( B )解题方法:3*2^n*64=3*2^xA.n+8 B.n+6C.n+7 D.n+54.设问题规模为N时,某递归算法的时间复杂度记为T(N),已知T(1)=1,T(N)=2T(N/2)+N/2,用O表示的时间复杂度为( C )。
A.O(logN) B.O(N)C.O(NlogN) D.O(N²logN)5.直接或间接调用自身的算法称为( B )。
A.贪心算法 B.递归算法C.迭代算法 D.回溯法6.Fibonacci数列中,第4个和第11个数分别是( D )。
A.5,89 B.3,89C.5,144 D.3,1447.在有8个顶点的凸多边形的三角剖分中,恰有( B )。
A.6条弦和7个三角形 B.5条弦和6个三角形C.6条弦和6个三角形 D.5条弦和5个三角形8.一个问题可用动态规划算法或贪心算法求解的关键特征是问题的( B )。
A.重叠子问题 B.最优子结构性质C.贪心选择性质 D.定义最优解9.下列哪个问题不用贪心法求解( C )。
A.哈夫曼编码问题 B.单源最短路径问题C.最大团问题 D.最小生成树问题10.下列算法中通常以自底向上的方式求解最优解的是( B )。
算法设计与分析复习题目及答案.docx
算法设计与分析复习题目及答案.docx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(B)。
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、在下列算法中有时找不到问题解的是(B)。
A、蒙特卡罗算法B、拉斯维加斯算法C、舍伍德算法D、数值概率算法5. 回溯法解旅行售货员问题时的解空间树是(B)。
A、子集树B、排列树C、深度优先生成树D、广度优先生成树6.下列算法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7、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8、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9. 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10、下列随机算法中运行时有时候成功有时候失败的是( C )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11.下面不是分支界限法搜索方式的是(DA、广度优先B、最小耗费优先C、最大效益优先12.下列算法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13.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14.哈弗曼编码的贪心算法所需的计算时间为(BnB、 O(nlogn )n )A、O( n2 )C、O(215.分支限界法解最大团问题时,活结点表的组织形式是(A、最小堆B、最大堆C、栈组)。
D、深度优先D)。
D、回溯法D、回溯法)。
D、 O( n)B)。
D 、数16.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17.实现棋盘覆盖算法利用的算法是(A)。
算法分析与设计试题及答案
算法分析与设计试题及答案一、选择题1. 下列哪个是属于分治算法的例子?A. 冒泡排序B. 归并排序C. 顺序查找D. 选择排序答案:B2. 在排序算法中,时间复杂度最优的是:A. 冒泡排序B. 插入排序C. 归并排序D. 快速排序答案:C3. 哪个不是动态规划的特点?A. 具有重叠子问题B. 通过递归求解C. 需要保存子问题的解D. 具有最优子结构答案:B4. 在图的广度优先搜索算法中,使用的数据结构是:A. 栈B. 队列C. 数组D. 堆栈答案:B5. 在最小生成树算法中,下列哪个不属于贪心策略?A. Kruskal算法B. Prim算法C. Dijkstra算法D. Prim-Kruskal混合算法答案:C二、简答题1. 请简述分治算法的思想和应用场景。
答案:分治算法的思想是将原问题分解成若干个规模较小且类似的子问题,然后解决子问题,最后将子问题的解合并得到原问题的解。
其应用场景包括排序算法(如归并排序、快速排序)、搜索算法(如二分查找)等。
2. 什么是动态规划算法?请给出一个动态规划算法的示例。
答案:动态规划算法是一种通过将问题分解成子问题并解决子问题来解决复杂问题的方法。
它的特点是具有重叠子问题和最优子结构性质。
以斐波那契数列为例,可以使用动态规划算法求解每一项的值,而不需要重复计算。
3. 图的深度优先搜索和广度优先搜索有什么区别?答案:图的深度优先搜索(Depth First Search,DFS)是一种先访问子节点再访问兄弟节点的遍历算法,通常使用递归或者栈实现。
而广度优先搜索(Breadth First Search,BFS)则是以层次遍历的方式展开搜索,使用队列来实现。
DFS更适合用于搜索路径,BFS则适用于寻找最短路径等。
4. 请简述贪心算法的特点及其应用场景。
答案:贪心算法的特点是每一步都采取当前状态下最优的选择,以期望得到全局最优解。
然而,贪心算法并不一定能求解所有问题的最优解,但对于一些特定问题,贪心算法往往能得到近似最优解。
算法分析与设计复习题及参考复习资料
网络教育课程考试复习题及参考答案算法分析与设计一、名词解释: 1.算法2.程序3.递归函数4.子问题的重叠性质5.队列式分支限界法6.多机调度问题7.最小生成树 二、简答题:1.备忘录方法和动态规划算法相比有何异同?简述之。
2.简述回溯法解题的主要步骤。
3.简述动态规划算法求解的基本要素。
4.简述回溯法的基本思想。
5.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。
6.简要分析分支限界法与回溯法的异同。
7.简述算法复杂性的概念,算法复杂性度量主要指哪两个方面? 8.贪心算法求解的问题主要具有哪些性质?简述之。
9.分治法的基本思想是什么?合并排序的基本思想是什么?请分别简述之。
10.简述分析贪心算法与动态规划算法的异同。
三、算法编写及算法应用分析题:1.已知有3个物品:(w1,w2,w3)=(12,10,6),(p1,p2,p3)=(15,13,10),背包的容积M=20,根据0-1背包动态规划的递推式求出最优解。
2.按要求完成以下关于排序和查找的问题。
①对数组A={15,29,135,18,32,1,27,25,5},用快速排序方法将其排成递减序。
②请描述递减数组进行二分搜索的基本思想,并给出非递归算法。
③给出上述算法的递归算法。
④使用上述算法对①所得到的结果搜索如下元素,并给出搜索过程:18,31,135。
3.已知1()*()i i k kij r r A a +=,k =1,2,3,4,5,6,r 1=5,r 2=10,r 3=3,r 4=12,r 5=5,r 6=50,r 7=6,求矩阵链积A 1×A 2×A 3×A 4×A 5×A 6的最佳求积顺序(要求给出计算步骤)。
4.根据分枝限界算法基本过程,求解0-1背包问题。
已知n=3,M=20,(w1,w2,w3)=(12,10,6),(p1,p2,p3)=(15,13,10)。
算法设计与分析考试题目及答案
算法设计与分析考试题目及答案Revised at 16:25 am on June 10, 2021I hope tomorrow will definitely be better算法分析与设计期末复习题一、 选择题1.应用Johnson 法则的流水作业调度采用的算法是DA. 贪心算法B. 分支限界法C.分治法D. 动态规划算法塔问题如下图所示;现要求将塔座A 上的的所有圆盘移到塔座B 上,并仍按同样顺序叠置;移动圆盘时遵守Hanoi 塔问题的移动规则;由此设计出解Hanoi 塔问题的递归算法正确的为:B3. 动态规划算法的基本要素为C A. 最优子结构性质与贪心选择性质 B .重叠子问题性质与贪心选择性质 C .最优子结构性质与重叠子问题性质 D. 预排序与递归调用4. 算法分析中,记号O 表示B , 记号Ω表示A , 记号Θ表示D ; A.渐进下界 B.渐进上界 C.非紧上界 D.紧渐进界 E.非紧下界5. 以下关于渐进记号的性质是正确的有:A A.f (n)(g(n)),g(n)(h(n))f (n)(h(n))=Θ=Θ⇒=Θ B. f (n)O(g(n)),g(n)O(h(n))h(n)O(f (n))==⇒= C. Ofn+Ogn = Omin{fn,gn} D. f (n)O(g(n))g(n)O(f (n))=⇔=Hanoi 塔A. void hanoiint n, int A, int C, int B { if n > 0 {hanoin-1,A,C, B; moven,a,b;hanoin-1, C, B, A; } B. void hanoiint n, int A, int B, int C { if n > 0 {hanoin-1, A, C, B; moven,a,b; hanoin-1, C, B, A; }C. void hanoiint n, int C, int B, int A { if n > 0 { hanoin-1, A, C, B; moven,a,b; hanoin-1, C, B, A; }D. void hanoiint n, int C, int A, int B { if n > 0 {hanoin-1, A, C, B; moven,a,b;hanoin-1, C, B, A; }6.能采用贪心算法求最优解的问题,一般具有的重要性质为:AA. 最优子结构性质与贪心选择性质B.重叠子问题性质与贪心选择性质C.最优子结构性质与重叠子问题性质D. 预排序与递归调用7. 回溯法在问题的解空间树中,按D策略,从根结点出发搜索解空间树;广度优先 B. 活结点优先 C.扩展结点优先 D. 深度优先8. 分支限界法在问题的解空间树中,按A策略,从根结点出发搜索解空间树;A.广度优先 B. 活结点优先 C.扩展结点优先 D. 深度优先9. 程序块A是回溯法中遍历排列树的算法框架程序;A.B.C.D.10.xk的个数;11. 常见的两种分支限界法为DA. 广度优先分支限界法与深度优先分支限界法;B. 队列式FIFO分支限界法与堆栈式分支限界法;C. 排列树法与子集树法;D. 队列式FIFO分支限界法与优先队列式分支限界法;12. k带图灵机的空间复杂性Sn是指BA.k带图灵机处理所有长度为n的输入时,在某条带上所使用过的最大方格数;B.k带图灵机处理所有长度为n的输入时,在k条带上所使用过的方格数的总和;C.k带图灵机处理所有长度为n的输入时,在k条带上所使用过的平均方格数;D.k带图灵机处理所有长度为n的输入时,在某条带上所使用过的最小方格数;13. N P类语言在图灵机下的定义为DA.NP={L|L是一个能在非多项式时间内被一台NDTM所接受的语言};B.NP={L|L是一个能在多项式时间内被一台NDTM所接受的语言};C.NP={L|L是一个能在多项式时间内被一台DTM所接受的语言};D.NP={L|L是一个能在多项式时间内被一台NDTM所接受的语言};14. 记号O的定义正确的是A;A.Ogn = { fn | 存在正常数c和n0使得对所有n≥n0有:0≤ fn ≤cgn };B.Ogn = { fn | 存在正常数c和n0使得对所有n≥n0有:0≤ cgn ≤fn };>0使得对所有n≥n0C.Ogn = { fn | 对于任何正常数c>0,存在正数和n有:0 ≤fn<cgn };>0使得对所有n≥n0D.Ogn = { fn | 对于任何正常数c>0,存在正数和n有:0 ≤cgn < fn };15. 记号Ω的定义正确的是B;A.Ogn = { fn | 存在正常数c和n0使得对所有n≥n0有:0≤ fn ≤cgn };B.Ogn = { fn | 存在正常数c和n0使得对所有n≥n0有:0≤ cgn ≤fn };>0使得对所有n≥n0有:C.gn = { fn | 对于任何正常数c>0,存在正数和n0 ≤fn<cgn };D.gn = { fn | 对于任何正常数c>0,存在正数和n0 >0使得对所有n≥n0有:0 ≤cgn < fn };二、 填空题1. 下面程序段的所需要的计算时间为 2O(n ) ;2.3.4. 5.6. 用回溯法解题的一个显着特征是在搜索过程中动态产生问题的解空间;在任何时刻,算法只保存从根结点到当前扩展结点的路径;如果解空间树 中从根结点到叶结点的最长路径的长度为hn,则回溯法所需的计算空间通常为Ohn ;7. 回溯法的算法框架按照问题的解空间一般分为子集树算法框架与排列树算法框架;8. 用回溯法解0/1背包问题时,该问题的解空间结构为子集树结构; 9.用回溯法解批处理作业调度问题时,该问题的解空间结构为排列树结构; 10.用回溯法解0/1背包问题时,计算结点的上界的函数如下所示,请在空格中填入合适的内容:11. n m12. 用回溯法解图的m着色问题时,使用下面的函数OK检查当前扩展结点的每一个儿子所相应的颜色的可用性,则需耗时渐进时间上限Omn;13.;设分分解为k个子问题以及用merge将k个子问题的解合并为原问题的解需用fn个单位时间;用Tn表示该分治法解规模为|P|=n的问题所需的计算时间,则有:(1)1 ()(/)()1O nT nkT n m f n n=⎧=⎨+>⎩通过迭代法求得Tn的显式表达式为:log1log()(/)nmk j jmjT n n k f n m-==+∑试证明Tn的显式表达式的正确性;2. 举反例证明0/1背包问题若使用的算法是按照p i/w i的非递减次序考虑选择的物品,即只要正在被考虑的物品装得进就装入背包,则此方法不一定能得到最优解此题说明0/1背包问题与背包问题的不同;证明:举例如:p={7,4,4},w={3,2,2},c=4时,由于7/3最大,若按题目要求的方法,只能取第一个,收益是7;而此实例的最大的收益应该是8,取第2,3 个;3. 求证:Ofn+Ogn = Omax{fn,gn} ;证明:对于任意f1n∈ Ofn ,存在正常数c1和自然数n1,使得对所有n≥n1,有f1n≤ c1fn ;类似地,对于任意g1n ∈ Ogn ,存在正常数c2和自然数n2,使得对所有n≥n2,有g1n ≤c2gn ;令c3=max{c1, c2}, n3 =max{n1, n2},hn= max{fn,gn} ;则对所有的 n ≥ n3,有f1n +g1n ≤ c1fn + c2gn≤c3fn + c3gn= c3fn + gn≤ c32 max{fn,gn} = 2c3hn = Omax{fn,gn} .4. 求证最优装载问题具有贪心选择性质;最优装载问题:有一批集装箱要装上一艘载重量为c 的轮船;其中集装箱i 的重量为Wi;最优装载问题要求确定在装载体积不受限制的情况下,将尽可能多的集装箱装上轮船; 设集装箱已依其重量从小到大排序,x 1,x 2,…,x n 是最优装载问题的一个最优解;又设1min{|1}i i nk i x ≤≤== ;如果给定的最优装载问题有解,则有1k n ≤≤;证明: 四、 解答题1. 机器调度问题;问题描述:现在有n 件任务和无限多台的机器,任务可以在机器上得到处理;每件任务的开始时间为s i ,完成时间为f i ,s i <f i ;s i ,f i 为处理任务i 的时间范围;两个任务i,j 重叠指两个任务的时间范围区间有重叠,而并非指i,j 的起点或终点重合;例如:区间1,4与区间2,4重叠,而与4,7不重叠;一个可行的任务分配是指在分配中没有两件重叠的任务分配给同一台机器;因此,在可行的分配中每台机器在任何时刻最多只处理一个任务;最优分配是指使用的机器最少的可行分配方案;问题实例:若任务占用的时间范围是{1,4,2,5,4,5,2,6,4,7},则按时完成所有任务最少需要几台机器提示:使用贪心算法画出工作在对应的机器上的分配情况;2. 已知非齐次递归方程:f (n)bf (n 1)g(n)f (0)c =-+⎧⎨=⎩ ,其中,b 、c 是常数,gn 是n 的某一个函数;则fn 的非递归表达式为:nnn i i 1f (n)cb b g(i)-==+∑;现有Hanoi 塔问题的递归方程为:h(n)2h(n 1)1h(1)1=-+⎧⎨=⎩ ,求hn 的非递归表达式;解:利用给出的关系式,此时有:b=2, c=1, gn=1, 从n 递推到1,有: 3. 单源最短路径的求解;问题的描述:给定带权有向图如下图所示G =V,E,其中每条边的权是非负实数;另外,还给定V 中的一个顶点,称为源;现在要计算从源到所有其它各顶点的最短路长度;这里路的长度是指路上各边权之和;这个问题通常称为单源最短路径问题;解法:现采用Dijkstra 算法计算从源顶点1到其它顶点间最短路径;请将此过程填入下表中;4. 请写出用回溯法解装载问题的函数; 装载问题:有一批共n 个集装箱要装上2艘载重量分别为c1和c2的轮船,其中集装箱i 的重量为wi,且121ni i w c c =≤+∑;装载问题要求确定是否有一个合理的装载方案可将这n 个集装箱装上这2艘轮船;如果有,找出一种装载方案;解:void backtrack int i{用分支限界法解装载问题时,对算法进行了一些改进,下面的程序段给出了改进部分;试说明斜线部分完成什么功能,以及这样做的原因,即采用这样的方式,算法在执行上有什么不同;初始时将;也就是说,重量仅在搜索进入左子树是增加,因此,可以在算法每一次进入左子树时更新bestw 的值;43 2 110030maxint10 - {1} 初始 dist5 dist4 dist3 dist2 u S 迭代7. 最长公共子序列问题:给定2个序列X={x 1,x2,…,xm }和Y={y 1,y2,…,yn },找出X 和Y 的最长公共子序列;由最长公共子序列问题的最优子结构性质建立子问题最优值的递归关系;用cij 记录序列Xi 和Yj 的最长公共子序列的长度;其中, Xi={x1,x2,…,xi};Y j={y1,y2,…,yj};当i=0或j=0时,空序列是Xi 和Yj 的最长公共子序列;故此时Cij=0;其它情况下,由最优子结构性质可建立递归关系如下:00,0[][][1][1]1,0;max{[][1],[1][]},0;i j i ji j c i j c i j i j x y c i j c i j i j x y ⎧==⎪=--+>=⎨⎪-->≠⎩在程序中,bij 记录Cij 的值是由哪一个子问题的解得到的;8.1.2.3.4.5.用回溯法解问题时,应明确定义问题的解空间,问题的解空间至少应包含___________;6.动态规划算法的基本思想是将待求解问题分解成若干____________,先求解___________,然后从这些____________的解得到原问题的解;7.以深度优先方式系统搜索问题解的算法称为_____________;背包问题的回溯算法所需的计算时间为_____________,用动态规划算法所需的计算时间为____________;9.动态规划算法的两个基本要素是___________和___________;10.二分搜索算法是利用_______________实现的算法;二、综合题50分1.写出设计动态规划算法的主要步骤;2.流水作业调度问题的johnson算法的思想;3.若n=4,在机器M1和M2上加工作业i所需的时间分别为ai 和bi,且a 1,a2,a3,a4=4,5,12,10,b1,b2,b3,b4=8,2,15,9求4个作业的最优调度方案,并计算最优值;4.使用回溯法解0/1背包问题:n=3,C=9,V={6,10,3},W={3,4,4},其解空间有长度为3的0-1向量组成,要求用一棵完全二叉树表示其解空间从根出发,左1右0,并画出其解空间树,计算其最优值及最优解;5.设S={X1,X2,···,Xn}是严格递增的有序集,利用二叉树的结点来存储S中的元素,在表示S的二叉搜索树中搜索一个元素X,返回的结果有两种情形,1在二叉搜索树的内结点中找到X=Xi ,其概率为bi;2在二叉搜索树的叶结点中确定X∈Xi ,Xi+1,其概率为ai;在表示S的二叉搜索树T中,设存储元素Xi的结点深度为C i ;叶结点Xi,Xi+1的结点深度为di,则二叉搜索树T的平均路长p为多少假设二叉搜索树Tij={Xi ,Xi+1,···,Xj}最优值为mij,Wij= ai-1+bi+···+bj+aj,则mij1<=i<=j<=n递归关系表达式为什么6.描述0-1背包问题;三、简答题30分1.流水作业调度中,已知有n个作业,机器M1和M2上加工作业i所需的时间分别为ai 和bi,请写出流水作业调度问题的johnson法则中对ai和bi的排序算法;函数名可写为sorts,n2.最优二叉搜索树问题的动态规划算法设函数名binarysearchtree答案:一、填空1.确定性有穷性可行性 0个或多个输入一个或多个输出2.时间复杂性空间复杂性时间复杂度高低3. 该问题具有最优子结构性质4.{BABCD}或{CABCD}或{CADCD}5.一个最优解6.子问题子问题子问题7.回溯法8. on2n omin{nc,2n}9.最优子结构重叠子问题10.动态规划法二、综合题1.①问题具有最优子结构性质;②构造最优值的递归关系表达式;③最优值的算法描述;④构造最优解;2. ①令N1={i|ai<bi},N2={i|ai>=bi};②将N1中作业按ai的非减序排序得到N1’,将N2中作业按bi的非增序排序得到N2’;③N1’中作业接N2’中作业就构成了满足Johnson法则的最优调度;3.步骤为:N1={1,3},N2={2,4};N 1’={1,3}, N2’={4,2};最优值为:384.解空间为{0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1,0,1, 1,1,0,1,1,1}; 解空间树为:该问题的最优值为:16 最优解为:1,1,0 5.二叉树T 的平均路长P=∑=+ni 1Ci)(1*bi +∑=nj 0dj *aj{mij=0 i>j6.已知一个背包的容量为C,有n 件物品,物品i 的重量为W i ,价值为V i ,求应如何选择装入背包中的物品,使得装入背包中物品的总价值最大; 三、简答题 1.void sortflowjope s,int n {int i,k,j,l;fori=1;i<=n-1;i++ag=0 k++; ifk>n break;ag==0ifsk.a>sj.a k=j; swapsi.index,sk.index; swapsi.tag,sk.tag;} }l=i;<sj.b k=j;swapsi.index,sk.index; ag,sk.tag; }mij=Wij+min{mik+mk+1j} 1<=i<=j<=n,mii-1=0}2.void binarysearchtreeint a,int b,int n,int m,int s,int w{int i,j,k,t,l;fori=1;i<=n+1;i++{wii-1=ai-1;mii-1=0;}forl=0;l<=n-1;l++Init-single-sourceG,s2. S=Φ3. Q=VGQ<> Φdo u=minQS=S∪{u}for each vertex 3do 4四、算法理解题本题10分根据优先队列式分支限界法,求下图中从v1点到v9点的单源最短路径,请画出求得最优解的解空间树;要求中间被舍弃的结点用×标记,获得中间解的结点用单圆圈○框起,最优解用双圆圈◎框起;五、算法理解题本题5分设有n=2k个运动员要进行循环赛,现设计一个满足以下要求的比赛日程表:①每个选手必须与其他n-1名选手比赛各一次;②每个选手一天至多只能赛一次;③循环赛要在最短时间内完成;1如果n=2k,循环赛最少需要进行几天;2当n=23=8时,请画出循环赛日程表;六、算法设计题本题15分分别用贪心算法、动态规划法、回溯法设计0-1背包问题;要求:说明所使用的算法策略;写出算法实现的主要步骤;分析算法的时间;七、算法设计题本题10分通过键盘输入一个高精度的正整数nn的有效位数≤240,去掉其中任意s个数字后,剩下的数字按原左右次序将组成一个新的正整数;编程对给定的n 和s,寻找一种方案,使得剩下的数字组成的新数最小;样例输入178543S=4样例输出13一、填空题本题15分,每小题1分1.规则一系列运算2. 随机存取机RAMRandom Access Machine;随机存取存储程序机RASPRandom Access Stored Program Machine;图灵机Turing Machine3. 算法效率4. 时间、空间、时间复杂度、空间复杂度5.2n6.最好局部最优选择7. 贪心选择最优子结构二、简答题本题25分,每小题5分1、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;对这k个子问题分别求解;如果子问题的规模仍然不够小,则再划分为k个子问题,如此递归的进行下去,直到问题规模足够小,很容易求出其解为止;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;2、“最优化原理”用数学化的语言来描述:假设为了解决某一优化问题,需要依次作出n个决策D1,D2,…,Dn,如若这个决策序列是最优的,对于任何一个整数k,1 < k < n,不论前面k个决策是怎样的,以后的最优决策只取决于由前面决策所确定的当前状态,即以后的决策Dk+1,Dk+2,…,Dn也是最优的;3、某个问题的最优解包含着其子问题的最优解;这种性质称为最优子结构性质;4、回溯法的基本思想是在一棵含有问题全部可能解的状态空间树上进行深度优先搜索,解为叶子结点;搜索过程中,每到达一个结点时,则判断该结点为根的子树是否含有问题的解,如果可以确定该子树中不含有问题的解,则放弃对该子树的搜索,退回到上层父结点,继续下一步深度优先搜索过程;在回溯法中,并不是先构造出整棵状态空间树,再进行搜索,而是在搜索过程,逐步构造出状态空间树,即边搜索,边构造;5、PPolynomial问题:也即是多项式复杂程度的问题;NP就是Non-deterministicPolynomial的问题,也即是多项式复杂程度的非确定性问题;NPCNP Complete问题,这种问题只有把解域里面的所有可能都穷举了之后才能得出答案,这样的问题是NP里面最难的问题,这种问题就是NPC问题;三、算法填空本题20分,每小题5分1、n后问题回溯算法1 Mj&&Li+j&&Ri-j+N2 Mj=Li+j=Ri-j+N=1;3 tryi+1,M,L,R,A4 Aij=05 Mj=Li+j=Ri-j+N=0 2、数塔问题; 1c<=r2trc+=tr+1c 3trc+=tr+1c+1 3、Hanoi 算法 1movea,c2Hanoin-1, a, c , b 3Movea,c 4、1pv=NIL 2pv=u3 v ∈adju 4Relaxu,v,w四、算法理解题本题10分五、18天2分;2当n=23=8时,循环赛日程表3分;六、算法设计题本题15分 1贪心算法 Onlogn ➢ 首先计算每种物品单位重量的价值Vi/Wi,然后,依贪心选择策略,将尽可能多的单位重量价值最高的物品装入背包;若将这种物品全部装入背包后,背包内的物品总重量未超过C,则选择单位重量价值次高的物品并尽可能多地装入背包;依此策略一直地进行下去,直到背包装满为止; ➢ 具体算法可描述如下:void Knapsackint n,float M,float v,float w,float x {Sortn,v,w; int i;for i=1;i<=n;i++ xi=0; float c=M;for i=1;i<=n;i++ {if wi>c break; xi=1; c-=wi; }if i<=n xi=c/wi; }2动态规划法 Oncmi,j 是背包容量为j,可选择物品为i,i+1,…,n 时0-1背包问题的最优值;由0-1背包问题的最优子结构性质,可以建立计算mi,j 的递归式如下;void KnapSackint v,int w,int c,int n,int m11 {int jMax=minwn-1,c;for j=0;j<=jMax;j++ /mn,j=0 0=<j<wn/ mnj=0;1 2 3 4 5 6 7 82 1 43 6 5 8 73 4 1 2 7 8 5 64 3 2 1 8 7 6 55 6 7 8 1 2 3 4 6 5 8 7 2 1 4 37 8 5 6 3 4 1 28 7 6 5 4 3 2 1for j=wn;j<=c;j++ /mn,j=vn j>=wn/mnj=vn;for i=n-1;i>1;i--{ int jMax=minwi-1,c;for j=0;j<=jMax;j++ /mi,j=mi+1,j 0=<j<wi/mij=mi+1j;for j=wi;j<=c;j++/mn,j=vn j>=wn/mij=maxmi+1j,mi+1j-wi+vi;}m1c=m2c;ifc>=w1m1c=maxm1c,m2c-w1+v1;}3回溯法 O2ncw:当前重量 cp:当前价值 bestp:当前最优值voidbacktrack int i//回溯法 i初值1{ifi>n //到达叶结点{ bestp=cp; return; }ifcw+wi<=c //搜索左子树{cw+=wi;cp+=pi;backtracki+1;cw-=wi;cp-=pi;}ifBoundi+1>bestp//搜索右子树backtracki+1;}七、算法设计题本题10分为了尽可能地逼近目标,我们选取的贪心策略为:每一步总是选择一个使剩下的数最小的数字删去,即按高位到低位的顺序搜索,若各位数字递增,则删除最后一个数字,否则删除第一个递减区间的首字符;然后回到串首,按上述规则再删除下一个数字;重复以上过程s次,剩下的数字串便是问题的解了;具体算法如下:输入s, n;while s > 0{ i=1; //从串首开始找while i < lengthn && ni<ni+1{i++;}deleten,i,1; //删除字符串n的第i个字符s--;}while lengthn>1&& n1=‘0’deleten,1,1; //删去串首可能产生的无用零输出n;。
计算机算法设计与分析-期末考试复习资料
一、算法设计实例1、快速排序(分治法)int partition(float a[],int p,int r) {int i=p,j=r+1;float x=a[p];while(1){while(a[++i]<x);while(a[--j]<x);if(i>=j)break;swap(a[i],a[j]);}a[p]=a[j];a[j]=x;return j;}void Quicksort(float a[],int p,int r){//快速排序if(p<r){int q=partition(a,p,r);Quicksort(a,p,q-1);Quicksort(a,p+1,r);}}2、归并排序(分治法)void mergesort(Type a[],int left,int right) {if(left<rigth){int mid=(left+right)/2;//取中点mergesort(a,left,mid);mergesort(a,mid+1,right);mergesort(a,b,left,right);//合并到数组bmergesort(a,b,left,right);//复制到数组a}}3、背包问题(贪心算法)void knapsack(int n,float m,float v[],float w[],float x[]) {sort(n,v,w)//非递增排序int i;for(i=1;i<=n;i++)x[i]=0;float c=m;for(i=1;i<=n;i++){if(w[i]>c)break;x[i]=1;c-=w[i];}if(i<=n)x[i]=c/w[i];}4、活动安排问题(贪心算法)void Greadyselector(int n,Type s[],Type f[],bool A[]) {//s[i]为活动结束时间,f[j]为j活动开始时间A[i]=true;int j=1;for(i=2;i<=n;i++){if(s[i]>=f[j]){A[i]=true;j=i;}elseA[i]=false;}}5、喷水装置问题(贪心算法)void knansack(int w,int d,float r[],int n){//w为草坪长度d为草坪宽度r[]为喷水装置的喷水半径,//n为n种喷水装置,喷水装置的喷水半径>=d/2sort(r[],n);//降序排序count=0;//记录装置数for(i=1;i<=n;i++)x[i]=0;//初始时,所有喷水装置没有安装x[i]=0for(i=1;w>=0;i++){x[i]=1;count++;w=w-2*sqart(r[i]*r[i]-1);}count<<装置数:<<count<<end1;for(i=1;i<=n;i++)count<<喷水装置半径:<<r[i]<<end1;}6、最优服务问题(贪心算法)double greedy(rector<int>x,int s){rector<int>st(s+1,0);rector<int>su(s+1,0);int n=x.size();//st[]是服务数组,st[j]为第j个队列上的某一个顾客的等待时间//su[]是求和数组,su[j]为第j个队列上所有顾客的等待时间sort(x.begin(),x.end());//每个顾客所需要的服务时间升序排列int i=0,j=0;while(i<n){st[j]+=x[i];//x[i]=x.begin-x.endsu[j]+=st[j];i++;j++;if(j==s)j=0;}double t=0;for(i=0;i<s;i++)t+=su[i];t/=n;return t;}7、石子合并问题(贪心算法)float bebig(int A[],int n) {m=n;sort(A,m);//升序while(m>1){for(i=3;i<=m;i++)if(p<A[i])break;elseA[i-2]=A[i];for(A[i-2]=p;i<=m;i++){A[i-1]=A[i];m--;}}count<<A[1]<<end1}8、石子合并问题(动态规划算法)best[i][j]表示i-j合并化最优值sum[i][j]表示第i个石子到第j个石子的总数量|0f(i,j)=||min{f(i,k)+f(k+1,j)}+sum(i,j)int sum[maxm]int best[maxm][maxn];int n,stme[maxn];int getbest();{//初始化,没有合并for(int i=0;i<n;i++)best[i][j]=0;//还需要进行合并for(int r=1;r<n;r++){for(i=0;i<n-r;i++){int j=i+v;best[i][j]=INT-MAX;int add=sum[j]-(i>0!sum[i-1]:0);//中间断开位置,取最优值for(int k=i;k<j;++k){best[i][j]=min(best[i][j],best[i][k]+best[k+1][j])+add;}}}return best[0][n-1];}9、最小重量机器设计问题(回溯法)typedef struct Qnode{float wei;//重量float val;//价格int ceng;//层次int no;//供应商struct Qnode*Parent;//双亲指针}Qnode;float wei[n+1][m+1]=;float val[n+1][m+1]=;void backstack(Qnode*p){if(p->ceng==n+1){if(bestw>p->wei){testw=p->wei;best=p;}}else{for(i=1;i<=m;i++)k=p->ceng;vt=p->val+val[k][i];wt=p->wei+wei[k][i];if(vt<=d&&wt<=bestw){s=new Qnode;s->val=vt;s->wei=wt;s->ceng=k+1;s->no=1;s->parent=p;backstrack(S);}}}10、最小重量机器设计问题(分支限界法)typedef struct Qnode{float wei;//重量float val;//价格int ceng;//层次int no;//供应商struct Qnode*Parent;//双亲指针}Qnode;float wei[n+1][m+1]=;float val[n+1][m+1]=;void minloading(){float wt=0;float vt=0;float bestw=Max;//最小重量Qnode*best;s=new Qnode;s->wei=0;s->val=0;s->ceng=1;s->no=0;s->parent=null;Iinit_Queue(Q); EnQueue(Q,S);do{p=OutQueue(Q);//出队if(p->ceng==n+1){if(bestw>p->wei){bestw=p->wei;best=p;}}else{for(i=1;i<=m;i++){k=p->ceng;vt=p->val+val[k][i];wt=p->wei+wei[k][i];if(vt<=d&&wt<=bestw){s=new Qnode;s->ceng=k+1;s->wt=wt;s->val=val;s->no=i;s->parent=p;EnQueue(Q,S);}}}}while(!empty(Q));p=best;while(p->parent){count<<部件:<<p->ceng-1<<end1;count<<供应商:<<p->no<<end1;p=p->parent;}}11、快速排序(随机化算法—舍伍德算法)int partion(int a[],int l,int r){key=a[l];int i=l,j=r;while(1){while(a[++i]<key&&i<=r);while(a[--j]>key&&j>=l);if(i>=j)break;if(a[i]!=a[j])swap(a[i],a[j]);}if((j!=l)&&a[l]!=a[j])swap(a[l],a[j]);return j;}int Ranpartion(int a[],int l,int r) {k=rand()%(r-1+l)+1;swap(a[k],a[l]);int ans=partion(a,l,r);return ans;}int Quick_sort(int a[],int l,int r,int k){int p=Randpartion(a,l,r);if(p==k)return a[k];else if(k<p)return Quick_sort(a,l,p-1,k);else{int j=0;for(int i=p+1;i<=r;i++)b[j++]=a[i]return Quick_sort(b,1,j,k-p);}}12、线性选择(随机化算法—舍伍德算法)二、简答题1.分治法的基本思想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。
《算法设计与分析》试卷及答案
《算法设计与分析》试卷及答案算法设计与分析考试复习试卷《算法设计与分析》试卷1一、多项选择题(每空2分,共20分):1、以下关于算法设计问题的叙述中正确的是__________。
A、计算机与数值问题的求解——方程式求根、插值问题、数值积分、函数逼近等有关B、利用计算机无法解决非数值问题C、计算机在解决分类、语言翻译、图形识别、解决高等代数和组合分析等方面的数学问题、定理证明、公式推导乃至日常生活中各种过程的模拟等问题中,主要进行的是判断、比较,而不是算术运算D、算法设计与分析主要研究对象是非数值问题,当然也包含某些数值问题2、算法的特征包括_________。
A、有穷性B、确定性C、输入和输出D、能行性或可行性3、以下描述是有关算法设计的基本步骤:①问题的陈述②算法分析③模型的拟制④算法的实现⑤算法的详细设计⑥文档的编制,应与其它环节交织在一起其中正确的顺序是__________。
A、①②③④⑤⑥B、①③⑤②④⑥C、②④①③⑤⑥D、⑥①③⑤②④4、以下说法正确的是__________。
A、数学归纳法可以证明算法终止性B、良序原则是证明算法的正确性的有力工具C、x = 小于或等于x的最大整数(x的低限)D、x = 小于或等于x的最大整数(x的高限)5、汉诺塔(Hanoi)问题中令h(n)为从A移动n个金片到C 上所用的次数,则递归方程为__________,其初始条件为__________,将n个金片从A柱移到C柱上的移动次数是__________;设菲波那契(Fibonacci)数列中Fn为第n个月时兔子的对数,则有递归方程为__________,其中F1=F2=__________。
A、Fn=Fn-1+Fn-2B、h(n)= 2h(n-1)+1C、1D、h(1)= 1E、h(n)=2n-1F、06、在一个有向连通图中(如下图所示),找出点A到点B的一条最短路为____ ______。
A、最短路:1→3→5→8→10,耗费:20B、最短路:1→4→6→9→10,耗费:16。
算法设计与分析复习题目及答案
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、在下列算法中有时找不到问题解的是( B )。
A、蒙特卡罗算法B、拉斯维加斯算法C、舍伍德算法D、数值概率算法5. 回溯法解旅行售货员问题时的解空间树是( B )。
A、子集树B、排列树C、深度优先生成树 D、广度优先生成树6.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7、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8、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9. 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10、下列随机算法中运行时有时候成功有时候失败的是(C )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11.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12.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13.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14.哈弗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)15.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16.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17.实现棋盘覆盖算法利用的算法是( A )。
算法设计与分析复习题目及答案(汇编)
选择题 1、 二分搜索算法是利用( )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、 列不是动态规划算法基本步骤的是()。
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(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、 在下列算法中有时找不到问题解的是( )。
A 、 B 、拉斯维加斯算法 C 、舍伍德算法 D 、数值 概率算法 5. 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 6. 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 7、 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 8、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 9. 实现循环赛日程表利用的算法是( A 、分治策略 B 、动态规划法 C 、贪心法 D 、 回溯法 10、下列随机算法中运行时有时候成功有时候失败的是( C ) 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11.下面不是分支界限法搜索方式的是( )。
A 、 广度优先B 、最小耗费优先C 、最大效益优先D 、 深度优先12 .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13. 备忘录方法是那种算法的变形。
( B )25. 矩阵连乘问题的算法可由(B )设计实现A 、分治法B 、动态规划法C 、贪心法D 、回溯法14.哈弗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 )15.分支限界法解最大团问题时, 活结点表的组织形式是 ( B )20. 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 。
算法分析与设计复习资料
2递归函数:用函数自身给出定义的函数。
3递归函数的二要素是什么
答1边界条件2递归方程
4分治法的设计思想是什么
答将一个规模为n的问题分解为k个规模较小的子问题,这些子问题相互独立且与原问题
相同。
选择来达到。
11贪心算法与动态规划算法的的相同点和不同之处
答同贪心算法和动态规划算法都要求问题具有最优子结构性质
异贪心具有贪心选择性质这是贪心算法可行的第一个基本要素也是贪心算法与动
态规划算法的主要区别。
12背包问题与01背包问题有何区别
7动态规划算法的基本要素是什么举例说明一些可以用动态规划算法解决的问题。
答1最优子结构性质和子问题重叠性质是动态规划算法的基本要素
2矩阵连乘问题建立递归关系求最优解0-1背包问题等
8说明分治法与动态规划法的相同点和不同之处
答同基本思想都是将待求解问题分解成若干个子问题先求解子问题然后从这些子问题
O(f+g)
3OfOg=Ofg;
☆4如果g(N)=O(f(N)),则O(f)+O(g)=O(f);
5OCf(N)=O(f(N)),其中C是一个正的常数
6f=O(f) 三、动态规划知识点——流水作业调度 问题: n个作业{12…n}要在由2台机器M1和M2组成的流水线上完成加工,其中机
器M2要等时间t后才可利用。可表示为T(N,t)。每个作业加工的顺序都是先在M1上加工
然后在M2上加工。M1和M2加工作业i所需的时间分别为ai和bi。流水作业调度问题要求
另一个定义是可以在多项式的时间里猜出一个解的问题。
21什么是NP完全问题
算法设计与分析复习题目及答案
算法设计与分析复习题目及答案一、算法的基本概念1、什么是算法?算法是指解决特定问题的一系列明确步骤,它具有确定性、可行性、有穷性、输入和输出等特性。
例如,计算两个数的最大公约数的欧几里得算法,就是通过反复用较小数去除较大数,然后将余数作为新的较小数,直到余数为 0,此时的除数就是最大公约数。
2、算法的复杂度包括哪些?它们的含义是什么?算法的复杂度主要包括时间复杂度和空间复杂度。
时间复杂度是指算法执行所需要的时间量,通常用大 O 记号来表示。
例如,一个算法的时间复杂度为 O(n),表示其执行时间与输入规模 n成正比。
空间复杂度则是算法在运行过程中所需要的额外存储空间的大小。
比如说,一个算法需要创建一个大小为 n 的数组来存储数据,那么其空间复杂度就是 O(n)。
二、分治法1、分治法的基本思想是什么?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,这些子问题相互独立且与原问题结构相同。
然后分别求解这些子问题,最后将子问题的解合并得到原问题的解。
2、请举例说明分治法的应用。
例如归并排序算法。
将一个未排序的数组分成两半,对每一半分别进行排序,然后将排好序的两部分合并起来。
其时间复杂度为 O(nlogn),空间复杂度为 O(n)。
三、动态规划1、动态规划的基本步骤有哪些?动态规划的基本步骤包括:(1)定义问题的状态。
(2)找出状态转移方程。
(3)确定初始状态。
(4)计算最终的解。
2、解释最长公共子序列问题,并给出其动态规划解法。
最长公共子序列问题是指找出两个序列的最长公共子序列的长度。
假设我们有两个序列 X 和 Y,用 dpij 表示 X 的前 i 个字符和 Y 的前 j 个字符的最长公共子序列长度。
状态转移方程为:如果 Xi 1 == Yj 1,则 dpij = dpi 1j 1 + 1否则 dpij = max(dpi 1j, dpij 1)四、贪心算法1、贪心算法的特点是什么?贪心算法在每一步都做出当前看起来最优的选择,希望通过这种局部最优选择达到全局最优解。
算法分析与设计重点知识及试题
递归:直接或间接的调用自身算法称为递归算法;用函数自身给出定义的函数称为递归函数。
分治法的设计思想是,将一个难以直接解决的大问题,分割成一些规模较小的相同问题,以便各个击破,分而治之。
分治法(divide-and-conquer)的基本思想:A分割成k个更小规模的子问题。
B对这k 个子问题分别求解。
假如子问题的规模仍旧不够小,则再划分为k个子问题,如此递归的进行下去,直到问题规模足够小,很简单求出其解为止。
C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。
设计动态规划算法的步骤(1)找出最优解的性质,并刻划其结构特征。
(2)递归地定义最优值。
(3)以自底向上的方式计算出最优值。
(4)依据计算最优值时得到的信息,构造最优解。
最优子结构性质:矩阵连乘计算次序问题的最优解包含着其子问题的最优解。
递归算法求解问题时,每次产生的子问题并不总是新问题,有些子问题被反复计算多次。
这种性质称为子问题的重叠性质贪心算法: 贪心算法总是作出在当前看来最好的选择,它并不从整体最优考虑,它所作出的选择只是在某种意义上的局部最优选择。
活动支配问题就是要在所给的活动集合中选出最大的相容活动子集合,是可以用贪心算法有效求解的很好例子。
贪心算法:贪心算法求解的这类问题一般具有2个重要的性质:贪心选择性质和最优子结构性质。
贪心选择性质是指所求问题的整体最优解可以通过一系列局部最优的选择,即贪心选择来达到。
当一个问题的最优解包含其子问题的最优解时,称此问题具有最优子结构性质贪心算法及动态规划算法的差异:贪心算法和动态规划算法都要求问题具有最优子结构性质,这是2类算法的一个共同点。
动态规划算法通常以自底向上的方式解各子问题,而贪心算法则通常以自顶向下的方式进行,以迭代的方式作出相继的贪心选择,每作一次贪心选择就将所求问题简化为规模更小的子问题。
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。
算法分析与设计考试复习题及参考答案jing
一、填空题1、算法的复杂性是算法效率2、的度量,是评价算法优劣的重要依据。
1、设n为正整数,利用大“O(·)”记号,将下列程序段的执行时间表示为n的函数,则下面程序段的时间复杂度为O(n)2、。
i=1; k=0;while(i<n) { k=k+10*i;i++; }3、计算机的资源最重要的是时间和空间资源。
因而,算法的复杂性有时间复杂度和空间复杂度之分。
3、f(n)= 6×2n+n2,f(n)的渐进性态f(n)= O( 2n4、 )5、递归是指函数直接或者间接通过一些语句调用自身。
4、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6、且与原问题相同。
二、选择题(本题20分,每小题2分)1、分支限界法与回溯法都是在问题的解空间树T上搜索问题的解,二者( B )。
A.求解目标不同,搜索方式相同B.求解目标不同,搜索方式也不同C.求解目标相同,搜索方式不同D.求解目标相同,搜索方式也相同2、回溯法在解空间树T上的搜索方式是( A)。
A.深度优先B.广度优先C.最小耗费优先D.活结点优先3、在对问题的解空间树进行搜索的方法中,一个活结点最多有一次机会成为活结点的是( B )。
A.回溯法B.分支限界法C.回溯法和分支限界法D.回溯法求解子集树问题4、以下关于判定问题难易处理的叙述中正确的是( C )。
A.可以由多项式时间算法求解的问题是难处理的B.需要超过多项式时间算法求解的问题是易处理的C.可以由多项式时间算法求解的问题是易处理的D.需要超过多项式时间算法求解的问题是不能处理的5、设f(N),g(N)是定义在正数集上的正函数,如果存在正的常数C和自然数N0,使得当N≥N0时有f(N)≤Cg(N),则称函数f(N)当N充分大时有上界g(N),记作f(N)=O(g(N)),即f(N)的阶( A )g(N)的阶。
A.不高于B.不低于C.等价于D.逼近6、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( B )。
算法设计与分析期末复习题试题知识点
算法设计与分析期末复习题试题知识点1. 算法基础知识算法的定义、性质与特征算法的正确性算法的复杂性分析常见的算法复杂度:时间复杂度与空间复杂度递归算法与迭代算法2. 排序算法插入排序冒泡排序选择排序快速排序归并排序堆排序排序算法的比较与选择3. 查找算法顺序查找二分查找哈希查找查找算法的比较与选择4. 图算法图的遍历算法:深度优先搜索和广度优先搜索最短路径算法:Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法最小生成树算法:Prim算法与Kruskal算法5. 动态规划动态规划的基本概念与原理最优子结构、无后效性与子问题重叠性动态规划算法的设计与实现6. 回溯法回溯法的基本概念与原理问题的解空间与状态空间回溯法算法的设计与实现剪枝策略与优化技巧7. 贪心算法贪心算法的基本概念与原理贪心选择性质与最优子结构贪心算法的设计与实现贪心算法的适用性与局限性8. 网络流与匹配算法最大流问题与最小割问题Ford-Fulkerson算法与Edmonds-Karp算法二分图匹配与匈牙利算法网络流与匹配问题的建模与求解9. 近似算法NP问题与NPC问题近似算法的定义与性能度量近似算法的设计与实现近似算法的适用性与近似比例10. 动态数据结构平衡二叉树:AVL树与红黑树并查集与路径压缩算法哈希表与散列函数动态数据结构的设计与实现以上是算法设计与分析中的一些重要知识点,希望对你的期末复习有所帮助。
在复习过程中,可以针对每个知识点进行深入学习和练习,理解其原理与应用场景,并通过解题来熟悉算法的实际应用。
祝你顺利通过期末考试!。
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一、简要回答下列问题:1.算法重要特性是什么?2.算法分析的目的是什么?3.算法的时间复杂性与问题的什么因素相关?4.算法的渐进时间复杂性的含义?5.最坏情况下的时间复杂性和平均时间复杂性有什么不同?6.简述二分检索(折半查找)算法的基本过程。
7.背包问题的目标函数和贪心算法最优化量度相同吗?8.采用回溯法求解的问题,其解如何表示?有什么规定?9.回溯法的搜索特点是什么?10.n皇后问题回溯算法的判别函数place的基本流程是什么?11.为什么用分治法设计的算法一般有递归调用?12.为什么要分析最坏情况下的算法时间复杂性?13.简述渐进时间复杂性上界的定义。
14.二分检索算法最多的比较次数?15.快速排序算法最坏情况下需要多少次比较运算?16.贪心算法的基本思想?17.回溯法的解(x1,x2,……x n)的隐约束一般指什么?18.阐述归并排序的分治思路。
19.快速排序的基本思想是什么。
20.什么是直接递归和间接递归?消除递归一般要用到什么数据结构?21.什么是哈密顿环问题?22.用回溯法求解哈密顿环,如何定义判定函数?23.请写出prim算法的基本思想。
二、复杂性分析1、MERGESORT(low,high)if low<high;then mid←(low,high)/2;MERGESORT(low,mid);MERGESORT(mid+1,high);MERGE(low,mid,high);endifend MERGESORT2、procedure S1(P,W,M,X,n)i←1; a←0while i≤ n doif W(i)>M then return endifa←a+ii←i+1 ;repeatend3.procedure PARTITION(m,p)Integer m,p,i;global A(m:p-1)v←A(m);i←mlooploop i←i+1 until A(i) ≥v repeatloop p←p-1 until A(p) ≤v repeatif i<pthen call INTERCHANGE(A(i),A(p))else exitendifrepeatA(m) ←A(p);A(p) ←vEnd PARTITION4.procedure F1(n)if n<2 then return(1)else return(F2(2,n,1,1))endifend F1procedure F2(i,n,x,y)if i≤nthen call F2(i+1,n,y,x+y)endifreturn(y)end F25.procedure MAX(A,n,j)xmax←A(1);j←1for i←2 to n doif A(i)>xmax then xmax←A(i); j←i;endif repeatend MAX6.procedure BINSRCH(A,n,x,j)integer low,high,mid,j,n;low←1;high←nwhile low≤high domid←|_(low+high)/2_|case:x<A(mid):high←mid-1:x>A(mid):low←mid+1:else:j←mid; returnendcaserepeatj←0end BINSRCH三、算法理解1、写出多段图最短路经动态规划算法求解下列实例的过程,并求出最优值。
各边的代价如下:C(1,2)=3, C(1,3)=5 ,C(1,4)=2C(2,6)=8,C(2,7)=4 ,C(3,5)=5 ,C(3,6)=4, C(4,5)=2,C(4,6)=1 C(5,8)=4, C(6,8)=5 ,C(7,8)=62、 写出maxmin 算法对下列实例中找最大数和最小数的过程。
数组 A=(48,12,61,3,5,19,32,7)3、 给出5个数(3,6,9,1,7),M=13,用递归树描述sumofsub 算法求和数=M 的一个子集的过程。
4、 快速排序算法对下列实例排序,算法执行过程中,写出数组A 第一次被分割的过程。
A=(65,70,75,80,85,55,50,2)5、 归并排序算法对下列实例排序,写出算法执行过程。
A=(48,12,61,3,5,19,32,7)6、 写出图着色问题的回溯算法的判断X[k]是否合理的过程。
7、 对于下图,写出图着色算法得出一种着色方案的过程。
8、 写出第7题的状态空间树。
9、 写出归并排序算法对下列实例排序的过程。
(6,2,9,3,5,1,8,7)10、 写出用背包问题贪心算法解决下列实例的过程。
P=(18,12,4,1)W=(12,10,8,3)M=2511、有一个有序表为{1,3,9,12,32,41,45,62,75,77,82,95,100},当使用二分查找值为82的结点时,经过多少次比较后查找成功并给出过程。
12、使用prim算法构造出如下图G的一棵最小生成树。
dist(1,2)=6;dist(2,5)=3;dist(5,6)=6;dist(6,4)=2;dist(4,1)=5;dist(1,3)=1;dist(2,3)=5;dist(3,4)=5;dist(3,6)=4;dist(5,3)=613、有如下函数说明int f(int x,int y){f=x Mod y +1;}已知a=10,b=4,c=5 则执行k=f(f(a+c,b),f(b,c))后,k的值是多少并写出详细过程。
14、McCathy函数定义如下:当x>100时 m(x)=x-10;当x<=100时 m(x)=m(m(x+11));编写一个递归函数计算给定x的m(x)值。
15、设计一个算法在一个向量A中找出最大数和最小数的元素。
四、设计算法1.设有n项独立的作业{1,2,…, n},由m台相同的机器加工处理。
作业i所需要的处理时间为t i。
约定:任何一项作业可在任何一台机器上处理,但未完工前不准中断处理;任何作业不能拆分更小的子作业。
多机调度问题要求给出一种调度方案,使所给的n个作业在尽可能短的时间内由m台机器处理完。
设计算法,并讨论是否可获最优解。
2. 设有n种面值为:d1≥d2≥……≥d n的钱币,需要找零钱M,如何选择钱币d k,的数目X k,满足d1×X i+……d n×X n M ,使得X i+……X n 最小请选择贪心策略,并设计贪心算法。
3.有n个物品,已知n=7, 利润为P=(10,5,15,7,6,18,3),重量W=(2,3,5,7,1,4,1),背包容积M=15,物品只能选择全部装入背包或不装入背包,设计贪心算法,并讨论是否可获最优解。
4. 设计只求一个哈密顿环的回溯算法。
5.利用对称性设计算法,求n为偶数的皇后问题所有解。
参考答案一、简要回答下列问题:1. 确定性、可实现性、输入、输出、有穷性2. 分析算法占用计算机资源的情况,对算法做出比较和评价,设计出额更好的算法。
3. 算法的时间复杂性与问题的规模相关,是问题大小n的函数。
4.当问题的规模n趋向无穷大时,影响算法效率的重要因素是T(n)的数量级,而其他因素仅是使时间复杂度相差常数倍,因此可以用T(n)的数量级(阶)评价算法。
时间复杂度T(n)的数量级(阶)称为渐进时间复杂性。
5. 最坏情况下的时间复杂性和平均时间复杂性考察的是n固定时,不同输入实例下的算法所耗时间。
最坏情况下的时间复杂性取的输入实例中最大的时间复杂度:W(n) = max{ T(n,I) } , I∈Dn平均时间复杂性是所有输入实例的处理时间与各自概率的乘积和:A(n) =∑P(I)T(n,I) I∈Dn6. 设输入是一个按非降次序排列的元素表A[i:j] 和x,选取A[(i+j)/2]与x比较,如果A[(i+j)/2]=x,则返回(i+j)/2,如果A[(i+j)/2]<x,则A[i:(i+j)/2-1]找x,否则在A[ (i+j)/2+1:j] 找x。
上述过程被反复递归调用。
回溯法的搜索特点是什么7. 不相同。
目标函数:获得最大利润。
最优量度:最大利润/重量比。
8. 问题的解可以表示为n元组:(x1,x2,……x n),x i∈S i, S i为有穷集合,x i∈S i, (x1,x2,……x n)具备完备性,即(x1,x2,……x n)是合理的,则(x1,x2,……x i)(i<n)一定合理。
9. 在解空间树上跳跃式地深度优先搜索,即用判定函数考察x[k]的取值,如果x[k]是合理的就搜索x[k]为根节点的子树,如果x[k]取完了所有的值,便回溯到x[k-1]。
10. 将第K行的皇后分别与前k-1行的皇后比较,看是否与它们相容,如果不相容就返回false,测试完毕则返回true。
11. 子问题的规模还很大时,必须继续使用分治法,反复分治,必然要用到递归。
12 最坏情况下的时间复杂性决定算法的优劣,并且最坏情况下的时间复杂性较平均时间复杂性游可操作性。
13 .T(n)是某算法的时间复杂性函数,f(n)是一简单函数,存在正整数No和C,n〉No,有T(n)<f(n),这种关系记作T(n)=O(f(n))。
14 .二分检索算法的最多的比较次数为 log n。
15..最坏情况下快速排序退化成冒泡排序,需要比较n2次。
16. 是一种依据最优化量度依次选择输入的分级处理方法。
基本思路是:首先根据题意,选取一种量度标准;然后按这种量度标准对这n个输入排序,依次选择输入量加入部分解中。
如果当前这个输入量的加入,不满足约束条件,则不把此输入加到这部分解中。
17.回溯法的解(x1,x2,……x n)的隐约束一般指个元素之间应满足的某种关系。
18.将数组一分为二,分别对每个集合单独排序,然后将已排序的两个序列归并成一个含n个元素的分好类的序列。
如果分割后子问题还很大,则继续分治,直到一个元素。
19.快速排序的基本思想是在待排序的N个记录中任意取一个记录,把该记录放在最终位置后,数据序列被此记录分成两部分。
所有关键字比该记录关键字小的放在前一部分,所有比它大的放置在后一部分,并把该记录排在这两部分的中间,这个过程称作一次快速排序。
之后重复上述过程,直到每一部分内只有一个记录为止。
20.在定义一个过程或者函数的时候又出现了调用本过程或者函数的成分,既调用它自己本身,这称为直接递归。
如果过程或者函数P 调用过程或者函数Q ,Q 又调用P ,这个称为间接递归。
消除递归一般要用到栈这种数据结构。
21.哈密顿环是指一条沿着图G 的N 条边环行的路径,它的访问每个节点一次并且返回它的开始位置。
22.当前选择的节点X[k]是从未到过的节点,即X[k]≠X[i](i=1,2,…,k-1),且C(X[k-1], X[k])≠∞,如果k=-1,则C(X[k], X[1]) ≠∞。