《算法设计与分析》实验指导书

《算法设计与分析》实验指导书

本文档主要用于《算法设计与分析》课程的实验指导。《算法设计与分析》旨在教会学生处理各种问题的方法，通过实验，使学生能够把所学的方法用于具体的问题，并对所用算法进行比较分析，从而提高学生分析问题、解决问题的能力。

通过该课程的实验，使学生对课堂中所讲述的内容有一个直观的认识，更好地掌握所学的知识，培养学生的实际动手能力，加强学生创新思维能力的培养。

本课程设计了7个设计型实验。实验内容包括用分治法、动态规划、贪心法、回溯法以及分支限界法求解问题。

一、实验内容安排

二、实验基本要求

实验前要求学生一定要先了解实验目的、内容、要求以及注意事项，要求学生熟悉实验对象，设计并编写相应的算法。学生应独立完成所布置实验内容，编写代码，运行程序，记录结果并撰写实验报告。

三、实验报告要求

实验结束后，应及时整理出实验报告，实验报告提交书面文档。

四、考核方式

理论考试（60％）＋实验（30％）+作业（10%）

五、实验内容与指导

实验一快速排序问题

1．实验目的

(1) 用分治法求解该问题。

2．实验环境

PC机，要求安装Eclipse软件或VC++软件供学生实验。

3．实验内容

有n个无序的数值数据，现要求将其排列成一个有序的序列。

4. 实验步骤

(1) 输入实现该问题的源代码；

(2) 输入测试数据，验证代码的正确性。

5.实验要求

(1)做好实验预习，熟悉本实验中所使用的开发环境。

(2)写出实验报告

①实验目的

②实验内容

③出错信息及处理方法

④实验结果

实验二最少硬币问题

1．实验目的

(1) 用动态规划求解该问题。

2．实验环境

PC机，要求安装Eclipse软件或VC++软件供学生实验。

3．实验内容

有n种不同面值的硬币，各硬币面值存于数组T[1:n]；现用这些面值的钱来找钱；各面值的个数存在数组Num[1:n]中。

对于给定的1≤n≤10，硬币面值数组、各面值的个数及钱数m，0<=m<=2001，设计一个算法，计算找钱m的最少硬币数。

4. 实验步骤

(1) 输入实现该问题的源代码；

(2) 输入测试数据，验证代码的正确性。

5.实验要求

(1)做好实验预习，熟悉本实验中所使用的开发环境。

(2)写出实验报告

①实验目的

②实验内容

③出错信息及处理方法

④实验结果

实验三租用游艇问题

1．实验目的

(1) 用动态规划求解该问题。

2．实验环境

PC机，要求安装Eclipse软件或VC++软件供学生实验。

3．实验内容

长江游艇俱乐部在长江上设置了n 个游艇出租站1，2，…，n。游客可在这些游艇出租站租用游艇，并在下游的任何一个游艇出租站归还游艇。游艇出租站i 到游艇出租站j 之间的租金为r(i,j),1≤i＜j≤n。设计一个算法，计算出从游艇出租站1 到游艇出租站n 所需的最少租金。要求用动态规划法。

4. 实验步骤

(1) 输入实现该问题的源代码；

(2) 输入测试数据，验证代码的正确性。

5.实验要求

(1)做好实验预习，熟悉本实验中所使用的开发环境。

(2)写出实验报告

①实验目的

②实验内容

③出错信息及处理方法

④实验结果

实验四汽车加油问题

1．实验目的

(1) 用贪心法求解该问题。

2．实验环境

PC机，要求安装Eclipse软件或VC++软件供学生实验。

3．实验内容

一辆汽车加满油后可行驶n公里。旅途中有若干个加油站。设计一个有效算法，指出应在哪些加油站停靠加油，使沿途加油次数最少。

4. 实验步骤

(1) 输入实现该问题的源代码；

(2) 输入测试数据，验证代码的正确性。

5.实验要求

(1)做好实验预习，熟悉本实验中所使用的开发环境。

(2)写出实验报告

①实验目的

②实验内容

③出错信息及处理方法

④实验结果

实验五最小重量机器设计问题

1．实验目的

(1) 用回溯法求解该问题。

2．实验环境

PC机，要求安装Eclipse软件或VC++软件供学生实验。

3．实验内容

设某一机器由n个部件组成，每一种部件可以从m个不同的供应商处购得。设

w是从供

ij

应商j处购得的部件i的重量，

c是相应的价格。设计一个算法，给出总价格不超过c的最

ij

小重量机器设计。

4. 实验步骤

(1) 输入实现该问题的源代码；

(2) 输入测试数据，验证代码的正确性。

5.实验要求

(1)做好实验预习，熟悉本实验中所使用的开发环境。

(2)写出实验报告

①实验目的

②实验内容

③出错信息及处理方法

④实验结果

实验六世界名画陈列问题

1．实验目的

(1) 用回溯法求解该问题。

2．实验环境

PC机，要求安装Eclipse软件或VC++软件供学生实验。

3．实验内容

针对世界名画陈列馆问题，设计一个算法，计算警卫机器人的最佳哨位安排，使得名画陈列馆的每个陈列室都在警卫机器人监视之下，且所用的警卫机器人数目最少。

4. 实验步骤

(1) 输入实现该问题的源代码；

(2) 输入测试数据，验证代码的正确性。

5.实验要求

(1)做好实验预习，熟悉本实验中所使用的开发环境。