算法分析课程报告
武汉理工大学算法分析实验报告
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学生实验报告书实验课程名称算法设计与分析开课学院计算机科学与技术学院指导教师姓名李晓红学生姓名学生专业班级软件工程zy1302班2015-- 2016学年第一学期实验课程名称:算法设计与分析同组者实验日期2015年10月20日第一部分:实验分析与设计一.实验内容描述(问题域描述)1、利用分治法,写一个快速排序的递归算法,并利用任何一种语言,在计算机上实现,同时进行时间复杂性分析;2、要求用递归的方法实现。
二.实验基本原理与设计(包括实验方案设计,实验手段的确定,试验步骤等,用硬件逻辑或者算法描述)本次的解法使用的是“三向切分的快速排序”,它是快速排序的一种优化版本。
不仅利用了分治法和递归实现,而且对于存在大量重复元素的数组,它的效率比快速排序基本版高得多。
它从左到右遍历数组一次,维护一个指针lt使得a[lo..lt-1]中的元素都小于v,一个指针gt 使得a[gt+1..hi]中的元素都大于v,一个指针i使得a[lt..i-1]中的元素都等于v,a[i..gt]中的元素都还未确定,如下图所示:public class Quick3way{public static void sort(Comparable[] a, int lo, int hi){if (lo >= hi)return;int lt = lo, i = lo + 1, gt = hi;Comparable pivot = a[lo];第二部分:实验调试与结果分析一、调试过程(包括调试方法描述、实验数据记录,实验现象记录,实验过程发现的问题等)1、调试方法描述:对程序入口进行断点,随着程序的运行,一步一步的调试,得到运行轨迹;2、实验数据:"R", "B", "W", "W", "R", "W", "B", "R", "R", "W", "B", "R";3、实验现象:4、实验过程中发现的问题:(1)边界问题:在设计快速排序的代码时要非常小心,因为其中包含非常关键的边界问题,例如:什么时候跳出while循环,递归什么时候结束,是对指针的左半部分还是右半部分排序等等;(2)程序的调试跳转:在调试过程中要时刻记住程序是对那一部分进行排序,当完成了这部分的排序后,会跳到哪里又去对另外的那一部分进行排序,这些都是要了然于心的,这样才能准确的定位程序。
《算法分析与设计》说课
![《算法分析与设计》说课](https://img.taocdn.com/s3/m/d682146158fafab069dc02ae.png)
8
8
8
10
S4
贪心算法
6
6
S5
回溯法
6
8
S6
分支限界
6
8
S7
随机化算法 总学时数
4 40
6 48
说课程教学大纲
5、课外学习内容 分支 限界 算法 设计 分治 分治 最强大脑—数独 阶乘 递归 兔子问题 会场安排问题 国王分财产
银行最优服务次序
回溯 法 贪心 贪心 算法 算法
矩阵连乘 租用游艇 排序问题
•难点模块
分治策略
动态规划 贪心算法
•难点内容
分治策略的应用
分解最优解结构 构造递归关系
回溯法
分支限界法
判断是否满足贪心性质
回溯法--剪枝函数 解空间树
说课导航
说课程教学大纲
说教学资源 说教学方法与手段 说学情与学法指导 说教学过程设计
说考核评价
说教学资源
1、教材选用原则
国家级规划教材 原则
具有先进性、适用性、时效性
汽车加油行驶 网球循环赛比赛日程
动态 规划
充分体现案例驱动、实践导向的设计思想
说课程教学大纲
6、课程重点
•重点模块
递归与分治策略
动态规划算法 贪心算法
•重点内容
二分搜索与排序
矩阵连乘 最长公共子序列
回溯法
分支限界法
最大字段和
0-
说课程教学大纲
7、课程难点
经典教材
说教学资源
王晓东教授编著的 《计算机算法设计与分析》 (C++描述)
说教学资源
2、网络资源
课外学习网站:
/JudgeOnline/problemtypelist.php
算法课设实验报告(3篇)
![算法课设实验报告(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/8df65772cd7931b765ce0508763231126edb77a3.png)
第1篇一、实验背景与目的随着计算机技术的飞速发展,算法在计算机科学中扮演着至关重要的角色。
为了加深对算法设计与分析的理解,提高实际应用能力,本实验课程设计旨在通过实际操作,让学生掌握算法设计与分析的基本方法,学会运用所学知识解决实际问题。
二、实验内容与步骤本次实验共分为三个部分,分别为排序算法、贪心算法和动态规划算法的设计与实现。
1. 排序算法(1)实验目的:熟悉常见的排序算法,理解其原理,比较其优缺点,并实现至少三种排序算法。
(2)实验内容:- 实现冒泡排序、快速排序和归并排序三种算法。
- 对每种算法进行时间复杂度和空间复杂度的分析。
- 编写测试程序,对算法进行性能测试,比较不同算法的优劣。
(3)实验步骤:- 分析冒泡排序、快速排序和归并排序的原理。
- 编写三种排序算法的代码。
- 分析代码的时间复杂度和空间复杂度。
- 编写测试程序,生成随机测试数据,测试三种算法的性能。
- 比较三种算法的运行时间和内存占用。
2. 贪心算法(1)实验目的:理解贪心算法的基本思想,掌握贪心算法的解题步骤,并实现一个贪心算法问题。
(2)实验内容:- 实现一个贪心算法问题,如活动选择问题。
- 分析贪心算法的正确性,并证明其最优性。
(3)实验步骤:- 分析活动选择问题的贪心策略。
- 编写贪心算法的代码。
- 分析贪心算法的正确性,并证明其最优性。
- 编写测试程序,验证贪心算法的正确性。
3. 动态规划算法(1)实验目的:理解动态规划算法的基本思想,掌握动态规划算法的解题步骤,并实现一个动态规划算法问题。
(2)实验内容:- 实现一个动态规划算法问题,如背包问题。
- 分析动态规划算法的正确性,并证明其最优性。
(3)实验步骤:- 分析背包问题的动态规划策略。
- 编写动态规划算法的代码。
- 分析动态规划算法的正确性,并证明其最优性。
- 编写测试程序,验证动态规划算法的正确性。
三、实验结果与分析1. 排序算法实验结果:- 冒泡排序:时间复杂度O(n^2),空间复杂度O(1)。
《算法设计与分析》课程实验报告 (贪心算法(一))
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《算法设计与分析》课程实验报告实验序号:07实验项目名称:实验8 贪心算法(一)一、实验题目1.删数问题问题描述:键盘输入一个高精度的正整数N(不超过250 位),去掉其中任意k个数字后剩下的数字按原左右次序将组成一个新的非负整数。
编程对给定的N 和k,寻找一种方案使得剩下的数字组成的新数最小。
若输出前有0则舍去2.区间覆盖问题问题描述:设x1,x2,...xn是实轴上的n个点。
用固定长度为k的闭区间覆盖n个点,至少需要多少个这样的固定长度的闭区间?请你设计一个有效的算法解决此问题。
3.会场安排问题问题描述:假设要在足够多的会场里安排一批活动,并希望使用尽可能少的会场。
设计一个有效的贪心算法进行安排。
(这个问题实际上是著名的图着色问题。
若将每一个活动作为图的一个顶点,不相容活动间用边相连。
使相邻顶点着有不同颜色的最小着色数,相应于要找的最小会场数。
)4.导弹拦截问题问题描述:某国为了防御敌国的导弹袭击,发展出一种导弹拦截系统。
但是这种导弹拦截系统有一个缺陷:虽然它的第一发炮弹能够到达任意的高度,但是以后每一发炮弹都不能高于前一发的高度。
某天,雷达捕捉到敌国的导弹来袭。
由于该系统还在试用阶段,所以只有一套系统,因此有可能不能拦截所有的导弹。
给定导弹依次飞来的高度(雷达给出的高度数据是≤50000的正整数),计算这套系统最多能拦截多少导弹,如果要拦截所有导弹最少要配备多少套这种导弹拦截系统。
二、实验目的(1)通过实现算法,进一步体会具体问题中的贪心选择性质,从而加强对贪心算法找最优解步骤的理解。
(2)掌握通过迭代求最优的程序实现技巧。
(3)体会将具体问题的原始数据预处理后(特别是以某种次序排序后),常能用贪心求最优解的解决问题方法。
三、实验要求(1)写出题1的最优子结构性质、贪心选择性质及相应的子问题。
(2)给出题1的贪心选择性质的证明。
(3)(选做题):写出你的算法的贪心选择性质及相应的子问题,并描述算法思想。
算法设计与分析——输油管道问题实验报告
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题目: 输油管道问题学号0091313000913133学生姓名张一楠朱玉婷专业(班级)09计本1班设计题目输油管道问题设计技术参数系统平台:windows 7开发工具:Microsoft Visual C++ 6.0设计要求1.掌握问题分析的方法与步骤,选择合适的方法解决问题。
2.选择合适的算法编写程序。
工作计划1:熟悉题目并理解,及找寻相关资料。
2:根据题目设计并分析算法。
3:使用Visual C++实现。
4:完成设计报告参考资料吕国英.《算法设计与分析》.北京:清华大学出版社,2009摘要本实验,我们通过综合应用算法解决了实际生活中的输油管道问题,通过比较各种算法的时间复杂度以及解决效率,采用了算法中以分治法为基础的随机划分来解决问题,利用随机选择方法找到各个油井的中位数,通过讨论论证了中位数即最优管道位置。
信息奥赛中一个问题有多个算法解决,通过比较不同算法解决问题的效率,选择最高效的一个。
在输油管道问题这个实验中得到运用。
关键词:算法设计,分治法,随机划分,随机选择,中位数目录1 需求分析.............................................................................. 错误!未定义书签。
1.1 实验内容.................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 系统的基本逻辑模型 ....................................................... 错误!未定义书签。
1.3 确定目标系统的功能 (5)2 总体设计............................................................................. 错误!未定义书签。
数据结构与算法课程设计报告---图的算法实现
![数据结构与算法课程设计报告---图的算法实现](https://img.taocdn.com/s3/m/7955738243323968001c9252.png)
数据结构与算法课程设计报告课程设计题目:图的算法实现专业班级:信息与计算科学1002班目录摘要 (1)1、引言 (1)2、需求分析 (1)3、概要设计 (2)4、详细设计 (4)5、程序设计 (10)6、运行结果 (18)7、总结体会 (19)摘要(题目): 图的算法实现实验内容图的算法实现问题描述:(1)将图的信息建立文件;(2)从文件读入图的信息,建立邻接矩阵和邻接表;(3)实现Prim、Kruskal、Dijkstra和拓扑排序算法。
关键字:邻接矩阵、Dijkstra和拓扑排序算法1.引言本次数据结构课程设计共完成图的存储结构的建立、Prim、Kruskal、Dijkstra 和拓扑排序算法等问题。
通过本次课程设计,可以巩固和加深对数据结构的理解,通过上机和程序调试,加深对课本知识的理解和熟练实践操作。
(1)通过本课程的学习,能够熟练掌握数据结构中图的几种基本操作;(2)能针对给定题目,选择相应的数据结构,分析并设计算法,进而给出问题的正确求解过程并编写代码实现。
使用语言:CPrim算法思想:从连通网N={V,E}中的某一顶点v0出发,选择与它关联的具有最小权值的边(v0,v),将其顶点加入到生成树的顶点集合V中。
以后每一步从一个顶点在V中,而另一个顶点不在V中的各条边中选择权值最小的边(u,v),把它的顶点加入到集合V中。
如此继续下去,直到网中的所有顶点都加入到生成树顶点集合V中为止。
拓扑排序算法思想:1、从有向图中选取一个没有前驱的顶点,并输出之;2、从有向图中删去此顶点以及所有以它为尾的弧;重复上述两步,直至图空,或者图不空但找不到无前驱的顶点为止。
没有前驱-- 入度为零,删除顶点及以它为尾的弧-- 弧头顶点的入度减1。
2.需求分析1、通过键盘输入建立一个新的有向带权图,建立相应的文件;2、对建立的有向带权图进行处理,要求具有如下功能:(1)用邻接矩阵和邻接表的存储结构输出该有向带权图,并生成相应的输出结果;(2)用Prim、Kruskal算法实现对图的最小生成树的求解,并输出相应的输出结果;(3)用Dijkstra算法实现对图中从某个源点到其余各顶点的最短路径的求解,并输出相应的输出结果;(4)实现该图的拓扑排序算法。
算法开发实训报告
![算法开发实训报告](https://img.taocdn.com/s3/m/1342d46c42323968011ca300a6c30c225801f040.png)
一、实训背景随着计算机科学和信息技术的发展,算法作为计算机程序的核心,其重要性日益凸显。
为了提高学生的算法设计、实现和分析能力,我们开展了算法开发实训课程。
本次实训旨在让学生通过实际项目开发,深入了解算法原理,提高算法应用能力。
二、实训目标1. 熟悉常用算法的基本原理和实现方法;2. 能够根据实际问题选择合适的算法;3. 掌握算法分析、调试和优化方法;4. 培养团队协作和沟通能力。
三、实训内容1. 实训项目:基于单链表的排序算法实现项目描述:设计一个单链表,并实现插入排序、归并排序和快速排序三种排序算法,对链表中的元素进行排序。
2. 实训步骤(1)设计单链表节点结构体,包含数据域和指针域;(2)实现单链表的创建、插入、删除和遍历等基本操作;(3)实现插入排序、归并排序和快速排序三种排序算法;(4)测试排序算法的性能,对比分析不同排序算法的优缺点;(5)编写测试用例,验证排序算法的正确性。
四、实训过程1. 单链表节点结构体设计```ctypedef struct Node {int data;struct Node next;} Node;```2. 单链表基本操作实现```c// 创建单链表Node createList() {Node head = (Node)malloc(sizeof(Node));if (head == NULL) {return NULL;}head->next = NULL;return head;}// 插入节点void insertNode(Node head, int data) {Node newNode = (Node)malloc(sizeof(Node)); if (newNode == NULL) {return;}newNode->data = data;newNode->next = head->next;head->next = newNode;// 删除节点void deleteNode(Node head, int data) {Node temp = head;Node prev = NULL;while (temp != NULL && temp->data != data) { prev = temp;temp = temp->next;}if (temp == NULL) {return;}prev->next = temp->next;free(temp);}// 遍历链表void traverseList(Node head) {Node temp = head->next;while (temp != NULL) {printf("%d ", temp->data);temp = temp->next;}printf("\n");```3. 排序算法实现(1)插入排序```cvoid insertionSort(Node head) {Node sorted = NULL;Node current = head->next;Node prev = NULL;Node temp = NULL;while (current != NULL) {temp = current->next;current->next = NULL;if (sorted == NULL || sorted->data >= current->data) {current->next = sorted;sorted = current;} else {prev = sorted;while (prev->next != NULL && prev->next->data < current->data) {prev = prev->next;}current->next = prev->next;prev->next = current;}current = temp;}head->next = sorted;}```(2)归并排序```cNode merge(Node left, Node right) {Node result = NULL;if (left == NULL)return right;else if (right == NULL)return left;if (left->data <= right->data) {result = left;result->next = merge(left->next, right); } else {result = right;result->next = merge(left, right->next); }return result;}void mergeSort(Node head) {if (head == NULL || head->next == NULL)return;Node slow = head;Node fast = head;Node temp = NULL;while (fast != NULL && fast->next != NULL) { temp = slow;slow = slow->next;fast = fast->next->next;}temp->next = NULL;Node left = mergeSort(head);Node right = mergeSort(slow);head = merge(left, right);}```(3)快速排序```cint partition(Node head, int low, int high) {int pivot = head->next->data;Node i = head;Node j = head->next->next;while (j != NULL) {if (j->data < pivot) {i = i->next;int t = i->data;i->data = j->data;j->data = t;}j = j->next;}int t = i->data;i->data = head->next->data;head->next->data = t;return i->data;}void quickSort(Node head, int low, int high) { if (low < high) {int pi = partition(head, low, high); quickSort(head, low, pi - 1);quickSort(head, pi + 1, high);}}```4. 测试与优化通过编写测试用例,验证排序算法的正确性。
算法设计与分析课程设计
![算法设计与分析课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/aeeff29b0d22590102020740be1e650e53eacf16.png)
算法设计与分析 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握基本的算法设计原理,包括贪心算法、分治算法、动态规划等,并能够运用这些原理解决实际问题。
2. 使学生了解不同算法的时间复杂度和空间复杂度分析方法,能够评估算法的效率。
3. 引导学生理解算法的优缺点,并能针对具体问题选择合适的算法进行解决。
技能目标:1. 培养学生运用所学算法原理设计解决实际问题的算法,提高编程实现能力。
2. 培养学生通过分析算法的时间复杂度和空间复杂度,对算法进行优化和改进的能力。
3. 提高学生运用算法思维解决问题的能力,培养逻辑思维和创新能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对算法学习的兴趣,培养主动探索、积极思考的学习态度。
2. 培养学生团队协作精神,学会与他人分享算法设计心得,共同解决问题。
3. 使学生认识到算法在现实生活中的重要性,提高对计算机科学的认识和兴趣。
课程性质:本课程为计算机科学领域的一门核心课程,旨在培养学生的算法设计与分析能力。
学生特点:学生已经具备一定的编程基础和逻辑思维能力,但对复杂算法的设计与分析仍需加强。
教学要求:结合实际案例,注重理论与实践相结合,引导学生通过自主探究、团队合作等方式,达到课程目标。
在教学过程中,注重分解目标,将目标具体化为可衡量的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 算法基本原理:- 贪心算法:介绍贪心算法原理及其应用场景,结合实际案例进行分析。
- 分治算法:阐述分治算法的设计思想及其应用,举例说明。
- 动态规划:讲解动态规划的基本概念、原理和应用,分析典型问题。
2. 算法分析:- 时间复杂度分析:介绍大O表示法,分析常见算法的时间复杂度。
- 空间复杂度分析:阐述空间复杂度的概念,分析常见算法的空间复杂度。
3. 算法优化与改进:- 针对典型问题,分析现有算法的优缺点,探讨优化方向。
- 引导学生通过算法分析,提出改进方案,并进行实现。
4. 教学大纲安排:- 第一章:算法基本原理(贪心算法、分治算法、动态规划)- 第二章:算法分析(时间复杂度、空间复杂度)- 第三章:算法优化与改进5. 教材章节和内容列举:- 教材第3章:贪心算法及其应用- 教材第4章:分治算法及其应用- 教材第5章:动态规划及其应用- 教材第6章:算法分析(时间复杂度、空间复杂度)- 教材第7章:算法优化与改进教学内容确保科学性和系统性,结合实际案例进行讲解,使学生能够逐步掌握算法设计与分析的方法。
算法设计与分析实验报告
![算法设计与分析实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/727a29c7a32d7375a5178048.png)
算法设计与分析报告学生姓名学号专业班级指导教师完成时间目录一、课程内容 (3)二、算法分析 (3)1、分治法 (3)(1)分治法核心思想 (3)(2)MaxMin算法分析 (3)2、动态规划 (4)(1)动态规划核心思想 (4)(2)矩阵连乘算法分析 (5)3、贪心法 (5)(1)贪心法核心思想 (5)(2)背包问题算法分析 (6)(3)装载问题算法分析 (7)4、回溯法 (7)(1)回溯法核心思想 (7)(2)N皇后问题非递归算法分析 (7)(3)N皇后问题递归算法分析 (8)三、例子说明 (9)1、MaxMin问题 (9)2、矩阵连乘 (10)3、背包问题 (10)4、最优装载 (10)5、N皇后问题(非递归) (11)6、N皇后问题(递归) (11)四、心得体会 (12)五、算法对应的例子代码 (12)1、求最大值最小值 (12)2、矩阵连乘问题 (13)3、背包问题 (15)4、装载问题 (17)5、N皇后问题(非递归) (19)6、N皇后问题(递归) (20)一、课程内容1、分治法,求最大值最小值,maxmin算法;2、动态规划,矩阵连乘,求最少连乘次数;3、贪心法,1)背包问题,2)装载问题;4、回溯法,N皇后问题的循环结构算法和递归结构算法。
二、算法分析1、分治法(1)分治法核心思想当要求解一个输入规模为n,且n的取值相当大的问题时,直接求解往往是非常困难的。
如果问题可以将n个输入分成k个不同子集合,得到k个不同的可独立求解的子问题,其中1<k≤n, 而且子问题与原问题性质相同,原问题的解可由这些子问题的解合并得出。
那末,这类问题可以用分治法求解。
分治法的核心技术1)子问题的划分技术.2)递归技术。
反复使用分治策略将这些子问题分成更小的同类型子问题,直至产生出不用进一步细分就可求解的子问题。
3)合并技术.(2)MaxMin算法分析问题:在含有n个不同元素的集合中同时找出它的最大和最小元素。
《算法设计与分析》课程思政优秀教学案例(一等奖)
![《算法设计与分析》课程思政优秀教学案例(一等奖)](https://img.taocdn.com/s3/m/c460e07e326c1eb91a37f111f18583d049640f1e.png)
《算法设计与分析》课程思政优秀教学案例(一等奖)一、课程简介本课程介绍计算机算法的设计和分析,内容包括计算模型、排序和查找、矩阵算法、图算法、动态规划、模式匹配、近似算法、并行算法等。
学完本课程后学生将基本掌握数据结构和算法的设计与分析技术,提高程序设计的质量,能够根据所求解问题的性质选择合理的数据结构和算法,并对时间、空间复杂性进行必要的分析与控制。
本课程的培养目标包括:理解算法分析基本方法,掌握时间和空间权衡的原则;理解穷举、贪心、分治、动态规划和回溯算法;理解算法分析对程序设计的重要性;具备算法设计与分析技能;具备精益求精的工匠精神、科技报国的使命担当,以及坚定“四个自信”的爱国主义精神。
二、课程内容三、教学组织过程第1学时1.程序运行效率对比(5分钟,问题引导式教学)现场先后运行两个计算程序,计算同一个矩阵乘法,运行时间(效率)差异巨大,从而引起学生的兴趣:为何差异巨大?2.分治法回顾(5分钟)回顾分治法的主要思想,以及用于分析分治法算法的主定理,为后续相关算法分析做准备。
3.朴素的矩阵乘法算法(10分钟,需求引导式教学)介绍并分析基于直观分治法思想的朴素矩阵乘法算法,时间复杂度并不理想,有进一步改进的需求。
4.改进的矩阵乘法思想(15分钟,对比式教学)在朴素算法的某些关键参数上进行改进,并通过分析得知算法效率有较大提升。
5.讨论进一步改进的思路(10分钟,研讨式教学)在对照中感受关键参数对整体算法的影响。
现场组织研讨,在研讨中明确改进的方向和思路。
第2学时6.矩阵乘法思想的发展历程(10分钟)了解矩阵乘法算法近50年里不断改进的历程,让学生感受并领会精益求精的工匠精神。
7.矩阵乘法算法的最新进展(10分钟)通过相关知识点的最新科研前沿情况,增强学生的科学素养和国际视野。
8.课程思政重点案例——“Matlab被禁”事件(20分钟,激发学生科技报国的历史担当)(1)过渡:从算法理论过渡到现实环境中的常用工具——Matlab。
《算法设计与分析》课程实验报告 (算法问题求解基础1)
![《算法设计与分析》课程实验报告 (算法问题求解基础1)](https://img.taocdn.com/s3/m/9f491b903086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe982.png)
}
int s2[10] = {0,9,189,2889,38889,488889,5888889,68888889,788888889};
int a;
scanf("%d",&a);
int count;
count = 0;
while(a > 0){
题目二:最大间隙
源码:
#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
double a[10000] = {0};
int main(){
int n;
cin>>n;
for(int i = 0 ; i < n ; i++){
cin>>a[i];
样例输出:
3.2
二、实验目的
(1)理解算法的概念
(2)理解函数渐近态的概念和表示方法
(3)初步掌握算法时间复杂度的计算方法
三、实验要求
(1)对于每个题目提交实验代码。
(2)根据程序设计测试数据,并记录测试结果,要求边界情况必须测试
(3)使用我们学过的分析方法分析你的算法的时间效率,如果可能,请进行算法的优化,尽量减小算法的时间效率或空间效率。
《算法设计与分析》课程实验报告
实验序号:1 实验项目名称:算法问题求解基础
一、实验题目
题目一:统计数字问题
题目描述
一本书的页码从自然数1开始顺序编码直到自然数n。输的页码按照通常的习惯编排,每个页码都不含有多余的前导数字0.例如,第6页用数字6表示,而不是06或者006等。数字计数问题要求对给定书的总页码n,计算出书的全部页码中分别用到多少次数字0,1,2...8,9。
算法设计与分析课程设计
![算法设计与分析课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/9aced2655627a5e9856a561252d380eb6294238c.png)
算法设计与分析课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握基本的算法设计与分析原理,理解算法复杂度的概念及其重要性。
2. 使学生能够运用正确的数据结构解决实际问题,并能够分析不同算法的性能优劣。
3. 引导学生掌握至少两种算法设计方法(如递归、分治、贪心等),并能够应用到具体问题中。
技能目标:1. 培养学生运用计算机编程语言实现算法的能力,提高代码质量与效率。
2. 培养学生通过分析问题,设计合适算法解决问题的能力,提高解决问题的策略选择与优化水平。
3. 培养学生合作交流、批判性思维和创新能力,能够在团队中发挥积极作用。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对算法设计与分析的热爱,激发学生的学习兴趣,增强自信心。
2. 培养学生具备良好的算法思维,认识到算法在解决实际问题中的价值,提高社会责任感。
3. 引导学生树立正确的价值观,认识到团队合作的重要性,培养尊重他人、乐于分享的良好品质。
本课程针对高年级学生,结合学科特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的算法素养和实际操作能力。
课程性质强调实用性、操作性和创新性,教学要求关注学生的个体差异,充分调动学生的主观能动性,使他们在合作与实践中不断提高。
通过本课程的学习,学生将能够具备解决复杂问题的能力,为未来的学术研究或职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 算法基础理论:包括算法复杂度分析(时间复杂度、空间复杂度),算法效率评价,以及不同算法之间的比较。
教材章节:第1章 算法基础2. 数据结构:重点复习数组、链表、栈、队列、树等基本数据结构,并探讨它们在算法中的应用。
教材章节:第2章 数据结构3. 算法设计方法:详细讲解递归、分治、贪心、动态规划等算法设计方法,通过实例分析每种方法的优缺点。
教材章节:第3章 算法设计方法4. 算法实践与应用:选取经典算法问题,如排序、查找、图论等,让学生动手编程实现,并分析其性能。
教材章节:第4章 算法实践与应用5. 算法优化策略:介绍常见的算法优化技巧,如剪枝、动态规划优化等,提高学生优化算法的能力。
银行家算法 实验报告
![银行家算法 实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/900e1307bed5b9f3f90f1c19.png)
淮海工学院计算机工程学院实验报告书课程名:《操作系统原理》题目:银行家算法班级: D学号:姓名:一、实验目的银行家算法是操作系统中避免死锁的典型算法,本实验可以加深对银行家算法的步骤和相关数据结构用法的更好理解。
实验环境Turbo C 2.0/3.0或VC++6.0实验学时4学时,必做实验。
二、实验内容用C语言编写一个简单的银行家算法模拟程序,用银行家算法实现资源分配。
程序能模拟多个进程共享多种资源的情形。
进程可动态地申请资源,系统按各进程的申请动态地分配资源。
要求程序具有显示和打印各进程的某一时刻的资源分配表和安全序列;显示和打印各进程依次要求申请的资源数量以及为某进程分配资源后的有关资源数据的情况。
三、实验说明实验中进程的数量、资源的种类以及每种资源的总量Total[j]最好允许动态指定。
初始时每个进程运行过程中的最大资源需求量Max[i,j]和系统已分配给该进程的资源量Allocation[i,j]均为已知(这些数值可以在程序运行时动态输入),而算法中其他数据结构的值(包括Need[i,j]、Available[j])则需要由程序根据已知量的值计算产生。
四、实验步骤1、理解本实验中关于两种调度算法的说明。
2、根据调度算法的说明,画出相应的程序流程图。
3、按照程序流程图,用C语言编程并实现。
五、分析与思考1.要找出某一状态下所有可能的安全序列,程序该如何实现?要找出这个状态下的所有可能的安全序列,前提是要是使这个系统先处于安全状态,而系统的状态可通过以下来描述:进程剩余申请数=最大申请数-占有数;可分配资源数=总数-占有数之和;通过这个描述来算出系统是否安全,从而找出所有的安全序列。
2.银行家算法的局限性有哪些?银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。
银行家算法即把操作系统看作是银行家,操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金,进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。
操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源,当进程首次申请资源时,要测试该进程对资源的最大需求量,如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源,否则就推迟分配。
数据结构课程设计报告内部排序算法的性能分析
![数据结构课程设计报告内部排序算法的性能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/170650c6f18583d04864590d.png)
一、课程设计概述:本次数据结构课程设计共完成二个题:a.教学计划编制问题b.内部排序算法的性能分析使用语言:C编译环境:/二、课程设计题目一[实验内容]教学计划编制问题[问题描述]答学的每个专业都要制定教学计划。
假设任何专业都有固定的学习年限,每学年含两学期,每学期的时间长度和学分上限值均相等。
每个专业开设的课程都是确定的,而且课程在开设时间的安排必须满足先修关系。
每门课程有哪些先修课程是确定的,可以有任意多门,也可以没有。
每门课恰好占一个学期。
试在这样的前提下设计一个教学计划编制程序[需求分析](1)输入参数包括:学期总数,一学期的学分上限,每门课的课程号(固定占3位的字母数字串)、学分和直接先修课的课程号。
(2)允许用户指定下列两种编排策略之一:一是使学生在各学期中的学习负担尽量均匀;二是使课程尽可能地集中在前几个学期中。
(3)若根据给定的条件问题无解,则报告适当的信息;否则将教学计划输出到用户指定的文件中。
计划的表格格式自行设计。
[概要设计]md init() /*初始化教学计划*/void select (int quee[],int i,int j,md a) /*使课程集中在前面*/void arrage(md a) /*教学计划函数*/[流程图][详细设计]#include<>#include <>#define NULL 0#define maxsize 100 typedef struct stu {int number;int score;struct stu *next; }node;typedef struct{int vex_num;int vex_sco;int have;node *first;}sd;typedef struct{sd arry[maxsize];int max_class;int max_term;int score_limit;}md;md init(){int i,x,c;md a;node *p;printf("enter class total:");scanf("%d",&;printf("enter term total:");scanf("%d",&;printf("enter score limit:");scanf("%d",&;printf("enter class arrange \n");for (i=1;i<=;i++)[i].first=NULL;for(i=1;i<=;i++){printf("enter %i class number and score:",i);scanf("%d %d",&[i].vex_num,&[i].vex_sco);printf("enter %i prior class:",i);c=0;do{scanf("%d",&x);if (x>0){p=(node *)malloc(sizeof(node));p->number=[i].vex_num;p->next=[x].first;[x].first=p;c++;}}while(x>0);[i].have=c;}return a;}/*void disp(md a){node *p;int i;for (i=1;i<=;i++){printf("%d",[i].vex_num);p=[i].first;while(p!=NULL){printf("%d",[p->number].vex_num);p=p->next;}printf("\n");}} */void select (int quee[],int i,int j,md a){int k,temp,min;min=i;for(k=i+1;k<=j;k++)if [quee[k]].vex_sco<[quee[min]].vex_sco)min=k;if(min!=i){temp=quee[i];quee[i]=quee[min];quee[min]=temp;}}void arrage(md a){int quee[maxsize],front,bare,i,j,total_score;node *p;front=bare=0;j=1;for(i=1;i<=;i++)if [i].vex_num!=0&&[i].have==0)quee[++bare]=[i].vex_num;printf("\n %d term study:",j++);total_score=0;while(front!=bare){select(quee,front+1,bare,a);if (total_score+[quee[front+1]].vex_sco<={printf("%d",[quee[front]].vex_num);[quee[front]].vex_num=0;total_score+=[quee[front]].vex_sco;p=[quee[front]].first;while(p!=NULL){[p->number].have--;if [p->number].have==0)quee[++bare]=[p->number].vex_num;p=p->next;}}else{total_score=0;printf(" \n%d term study:",j++);}}}main(){md h;h=init();arrage(h);}[调试分析]问题:现象:最后结果存在问题,无法提供内存原因:函数的参数没有写正确:[运行结果及分析]课程设计题目二[实验内容]内部排序算法的性能分析[问题描述]。
算法设计与分析实验报告
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本科实验报告课程名称:算法设计与分析实验项目:递归与分治算法实验地点:计算机系实验楼110专业班级:物联网1601 学号:2016002105 学生姓名:俞梦真指导教师:郝晓丽2018年05月04 日实验一递归与分治算法1.1 实验目的与要求1.进一步熟悉C/C++语言的集成开发环境;2.通过本实验加深对递归与分治策略的理解和运用。
1.2 实验课时2学时1.3 实验原理分治(Divide-and-Conquer)的思想:一个规模为n的复杂问题的求解,可以划分成若干个规模小于n的子问题,再将子问题的解合并成原问题的解。
需要注意的是,分治法使用递归的思想。
划分后的每一个子问题与原问题的性质相同,可用相同的求解方法。
最后,当子问题规模足够小时,可以直接求解,然后逆求原问题的解。
1.4 实验题目1.上机题目:格雷码构造问题Gray码是一个长度为2n的序列。
序列无相同元素,每个元素都是长度为n的串,相邻元素恰好只有一位不同。
试设计一个算法对任意n构造相应的Gray码(分治、减治、变治皆可)。
对于给定的正整数n,格雷码为满足如下条件的一个编码序列。
(1)序列由2n个编码组成,每个编码都是长度为n的二进制位串。
(2)序列中无相同的编码。
(3)序列中位置相邻的两个编码恰有一位不同。
2.设计思想:根据格雷码的性质,找到他的规律,可发现,1位是0 1。
两位是00 01 11 10。
三位是000 001 011010 110 111 101 100。
n位是前n-1位的2倍个。
N-1个位前面加0,N-2为倒转再前面再加1。
3.代码设计:}}}int main(){int n;while(cin>>n){get_grad(n);for(int i=0;i<My_grad.size();i++)cout<<My_grad[i]<<endl;My_grad.clear();}return 0;}运行结果:1.5 思考题(1)递归的关键问题在哪里?答:1.递归式,就是如何将原问题划分成子问题。
《算法设计与分析》课程实验报告 (分治法(三))
![《算法设计与分析》课程实验报告 (分治法(三))](https://img.taocdn.com/s3/m/39ee299329ea81c758f5f61fb7360b4c2e3f2ae0.png)
《算法设计与分析》课程实验报告实验序号:04实验项目名称:实验4 分治法(三)一、实验题目1.邮局选址问题问题描述:在一个按照东西和南北方向划分成规整街区的城市里,n个居民点散乱地分布在不同的街区中。
用x 坐标表示东西向,用y坐标表示南北向。
各居民点的位置可以由坐标(x,y)表示。
街区中任意2 点(x1,y1)和(x2,y2)之间的距离可以用数值∣x1−x2∣+∣y1−y2∣度量。
居民们希望在城市中选择建立邮局的最佳位置,使n个居民点到邮局的距离总和最小。
编程任务:给定n 个居民点的位置,编程计算邮局的最佳位置。
2.最大子数组问题问题描述:对给定数组A,寻找A的和最大的非空连续子数组。
3.寻找近似中值问题描述:设A是n个数的序列,如果A中的元素x满足以下条件:小于x的数的个数≥n/4,且大于x的数的个数≥n/4 ,则称x为A的近似中值。
设计算法求出A的一个近似中值。
如果A中不存在近似中值,输出false,否则输出找到的一个近似中值4.循环赛日程表问题描述:设有n=2^k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:每个选手必须与其他n-1个选手各赛一次,每个选手一天只能赛一次,循环赛一共进行n-1天。
二、实验目的(1)进一步理解分治法解决问题的思想及步骤(2)体会分治法解决问题时递归及迭代两种不同程序实现的应用情况之差异(3)熟练掌握分治法的自底向上填表实现(4)将分治法灵活于具体实际问题的解决过程中,重点体会大问题如何分解为子问题及每一个大问题涉及哪些子问题及子问题的表示。
三、实验要求(1)写清算法的设计思想。
(2)用递归或者迭代方法实现你的算法,并分析两种实现的优缺点。
(3)根据你的数据结构设计测试数据,并记录实验结果。
(4)请给出你所设计算法的时间复杂度的分析,如果是递归算法,请写清楚算法执行时间的递推式。
四、实验过程(算法设计思想、源码)1.邮局选址问题(1)算法设计思想根据题目要求,街区中任意2 点(x1,y1)和(x2,y2)之间的距离可以用数值∣x1−x2∣+∣y1−y2∣度量。
算法设计与分析课程设计(完整版)
![算法设计与分析课程设计(完整版)](https://img.taocdn.com/s3/m/bd7d7e8be53a580216fcfe6e.png)
HUNAN CITY UNIVERSITY 算法设计与分析课程设计题目:求最大值与最小值问题专业:学号:姓名:指导教师:成绩:二0年月日一、问题描述输入一列整数,求出该列整数中的最大值与最小值。
二、课程设计目的通过课程设计,提高用计算机解决实际问题的能力,提高独立实践的能力,将课本上的理论知识和实际有机的结合起来,锻炼分析解决实际问题的能力。
提高适应实际,实践编程的能力。
在实际的编程和调试综合试题的基础上,把高级语言程序设计的思想、编程巧和解题思路进行总结与概括,通过比较系统地练习达到真正比较熟练地掌握计算机编程的基本功,为后续的学习打下基础。
了解一般程序设计的基本思路与方法。
三、问题分析看到这个题目我们最容易想到的算法是直接比较算法:将数组的第 1 个元素分别赋给两个临时变量:fmax:=A[1]; fmin:=A[1]; 然后从数组的第 2 个元素 A[2]开始直到第 n个元素逐个与 fmax 和 fmin 比较,在每次比较中,如果A[i] > fmax,则用 A[i]的值替换 fmax 的值;如果 A[i] < fmin,则用 A[i]的值替换 fmin 的值;否则保持 fmax(fmin)的值不变。
这样在程序结束时的fmax、fmin 的值就分别是数组的最大值和最小值。
这个算法在最好、最坏情况下,元素的比较次数都是 2(n-1),而平均比较次数也为 2(n-1)。
如果将上面的比较过程修改为:从数组的第 2 个元素 A[2]开始直到第 n 个元素,每个 A[i]都是首先与 fmax 比较,如果 A[i]>fmax,则用 A[i]的值替换 fmax 的值;否则才将 A[i]与 fmin 比较,如果 A[i] < fmin,则用 A[i]的值替换 fmin 的值。
这样的算法在最好、最坏情况下使用的比较次数分别是 n-1 和 2(n-1),而平均比较次数是 3(n-1)/2,因为在比较过程中,将有一半的几率出现 A[i]>fmax 情况。
博弈树算法课程设计报告
![博弈树算法课程设计报告](https://img.taocdn.com/s3/m/71768b8827fff705cc1755270722192e453658fc.png)
博弈树算法课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解博弈树算法的基本概念、原理及用途;2. 掌握构建博弈树、剪枝和选择最优策略的方法;3. 了解博弈树算法在实际问题中的应用和限制。
技能目标:1. 能够运用博弈树算法解决简单的博弈问题,如井字棋、四子棋等;2. 学会运用博弈树进行问题分析,提高逻辑思维和策略制定能力;3. 能够运用编程工具(如Python等)实现博弈树算法,并进行简单的调试和优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对算法学习的兴趣和热情,激发探究精神;2. 培养学生面对问题时的合作意识、竞争意识,提高团队协作能力;3. 培养学生严谨、务实的科学态度,养成独立思考和解决问题的习惯。
本课程针对高中年级学生,结合计算机科学和数学知识,以博弈树算法为主题,旨在提高学生的逻辑思维、算法分析和编程能力。
课程性质为理论实践相结合,要求学生在理解基本概念的基础上,能够运用所学知识解决实际问题。
通过对课程目标的分解,教师可针对性地进行教学设计和评估,确保学生能够达到预期学习成果。
二、教学内容1. 引言:介绍博弈树算法的概念、发展历程及在实际问题中的应用。
- 教材章节:第一章 算法概述2. 博弈树基本概念:节点、边、策略、最优策略等。
- 教材章节:第二章 博弈树算法基本概念3. 博弈树的构建:从初始状态出发,递归地生成所有可能的博弈状态。
- 教材章节:第三章 博弈树的构建方法4. 博弈树剪枝:剪去不必要的节点,降低搜索空间。
- 教材章节:第四章 博弈树剪枝技术5. 博弈树搜索策略:最小化最大值、最大化最小值等。
- 教材章节:第五章 博弈树搜索策略6. 博弈树算法在实际问题中的应用:以井字棋、四子棋为例,讲解博弈树算法的具体应用。
- 教材章节:第六章 博弈树算法应用实例7. 编程实现:利用Python等编程工具,实现简单的博弈树算法。
- 教材章节:第七章 编程实现博弈树算法教学内容安排和进度:1. 第1周:引言、博弈树基本概念2. 第2周:博弈树的构建方法3. 第3周:博弈树剪枝技术4. 第4周:博弈树搜索策略5. 第5周:博弈树算法在实际问题中的应用6. 第6周:编程实现博弈树算法三、教学方法1. 讲授法:用于博弈树算法基本概念、原理及构建方法的讲解。
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三、实验结果 整数划分运行结果截图: 归并排序运行结果截图:
实验结果分析:
通过实验掌握了递归算法和分治算法的基本思想,并得到了具体实 现。我们知道归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法 是采用分治法的一个非常典型的应用。
教师批阅:
年 月 日 实验项目:递归与分治策略(2)
} }
} 三、实验结果
实验结果分析:
通过实验熟练掌握了插入排序和冒泡排序的算法并用java语言具体实 现了,代码实现过程中遇到一些问题,通过自己的仔细检查解决了问题。实
验结果达到预期目的。
教师批阅:
年 月 日 实验项目:递归与分治策略(1) 实验目的:
1、 掌握递归的基本思想,学会用递归方法解决实际问题。 2、 掌握分治法的基本思想,学会用分治法解决实际问题。 3、 了解分治法与递归的关系,会用某高级语言对算法进行描述,解决一般
if(low == high) return;
int mid = (low + high) / 2;
make_schedule(player, schedule, low, mid);
make_schedule(player, schedule, mid+1, high);
merge_schedule(player, schedule, low, high);
k>=low;i++, k--) { j = (high - low + 1) / 2;
[l]; }
schedule[i][j++] = k; for(l=1;j<=high-low;j++, l++) {
schedule[i][j] = schedule[k]
}
return; } public static void make_schedule(int[] player, int[][] schedule, int low, int high){
System.out.print(a[i] + " "); } System.out.println();
quickSort(a, 0, a.length-1);
System.out.println("排序后:"); for(int i=0;i<a.length;i++){
System.out.print(a[i] + " "); } System.out.println(); } public static void quickSort(int s[], int l, int r) { if (l < r) {
} s[i] = x; quickSort(s, l, i - 1); quickSort(s, i + 1, r); } }
} 三、实验结果 1.循环赛日程表:
2.快速排序:
实验结果分析:
通过实验熟练掌握了递归和分治的的算法思想,而快速排序是 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
} } } 2.归并排序 #include ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱstdio.h>
//合并a[low]...a[mid]和a[mid+1]...a[high] void merge(int *a, int low, int mid, int high, int *b) {
int i=low, j=mid+1, k=0;
}
} public static void merge_schedule(int[] player, int[][] schedule, int low, int high){
int i, k, l; //临时变量 int j; //选手i已安排好对手的天数加一
for(i=low, k=high;i<=high &&
while(i<=mid && j<=high) {
b[k++] = a[i] < a[j] ? a[i++] : a[j++]; }
while(i<=mid) {
b[k++] = a[i++]; }
while(j<=high) {
b[k++] = a[j++]; }
for(i=low,k=0;i<=high;i++,k++) {
//插入排序 insertSort(arr); System.out.println("插入排序结果:"); printArray(arr);
//冒泡排序 arr = tempArr; popSort(arr); System.out.println("冒泡排序结果:"); printArray(arr);
年 月 日 实验项目:算法与程序
实验目的:
1、掌握算法、算法时间复杂度的基本计算和概念 2、利用统计数字问题、最多约数问题的练习,认识与了解算法与 程序的关系。
实验仪器:
PC机一台(装有VC c++ 6.0或JAVA)
实验内容及步骤(或程序清单): 实验内容:
一、实验题目 1.现有一系列{6,3,25,42,89,9,60,30},请用多种方法(至
int[] a = new int[100];
devide(a, n, 0, 0, n); } public static void devide(int a[], int m, int sum, int rl, int n){
int i;
if(sum == n){ for(i=0;i<rl-1;i++){ System.out.print(a[i] + "+"); }
public class DevideInteger { public static void main(String[] args){ Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = scanner.nextInt();
scanner.close();
while(k>0 && j < array[k-1]){ array[k] = array[k-1]; k--;
}
array[k] = j; } } }
//冒泡排序 public static void popSort(int[] array){
for(int i=0;i<array.length;i++){ for(int j=i+1;j<array.length;j++){ if(array[i] > array[j]){ int temp = array[i]; array[i] = array[j]; array[j] = temp; } }
}
public static void printArray(int[] array){ for(int i=0;i<array.length;i++){ System.out.printf("%-4d", array[i]); if(9 == i%10){ System.out.println(); } } System.out.println();
问题。
实验仪器:
PC机一台(装有VC c++ 6.0或JAVA)
实验内容及步骤(或程序清单): 实验内容:
一、实验题目 1.利用递归与分治法的思想,将正整数10表示成一系列正整数之和。
2.利用合并排序算法将数组{4,8,3,7,1,5,6,2}进行合并排 序。
二、算法实现 1.整数划分 import java.util.Scanner;
附注
public class Schedule { public static void main(String[] args){ Scanner scanner =new
Scanner(System.in);
int player_num;
System.out.print("输入选手人数:"); player_num = scanner.nextInt();
merge(a, low, mid, high, b); }
return; }
int main() {
int b[7];
int a[7] = {17, 56, 23, 88, 45, 2, 9};
merge_sort(a, 0, 6, b);
int i; for(i=0;i<7;i++) {
printf("%3d", a[i]); } printf("\n");
少两种)将此系列 从大到小进行排列。
附注
二、算法实现
public class Sort {
/** * 用两种算法对数组 * {6,3,25,42,89,9,60,30} * 进行排序 */ public static void main(String[] args) {
int[] arr = {6,3,25,42,89,9,60,30}; int[] tempArr = arr;
scanner.close();
int[] player = new int[player_num+1]; int[][] schedule = new int[player_num+1][player_num];