回 帖 发 新 帖 刷新版面

主题:程序设计中的数学方法

[一.数学方法简介]
      程序设计中可采用多种数学方法,恰如其分的数学方法可以大大减少程序运行的时间和所需空间,起到优化程序的作用。遇到一道题目时,如进制运算,多项式运算等,应不急于马上用递归,回溯等算法,无妨先用笔算,从中发现一些规律.但是也不是每一道题都可以用数学方法完成,数学方法只能用于一些求总数,最值之类的题目上.
[二.举例]
1. 砝码设计 (江苏省队组队选拔赛)
     设有一个天平,可以用来称重.
     任务一:设计n个砝码的重量,用他们能称出尽可能多的整数重量.例如,n=2,设计2个砝码的重量分别为1和3, 可称重为1,2,3,4的连续重量.
     任务二:在给出n个砝码能称出最大重量范围的一重量x,试给出称出x的方案.
     在上例中:
     给出x=2称出的方案为2+1:3
         x=4称出的方案为4:1+3
         x=1称出的方案为1:1
     输入:n,x(n为砝码个数,x是在称出最大重量范围内的重量)
     输出:砝码方案,称出x的方案.
     输入样例1:2,2          输入样例2:2,4
     输出样例1:1,3          输出样例2:1,3
            2+1:3                  4:1+3                
2. 思路分析
     由题目任务一可知:n=2时砝码重量最优解为1,3. 我们可以试n=3,n=4...的情况,不难发现砝码的重量均为3的1至n次方,由于理论推导涉及到累加等数学知识,我们着重看任务二.
     任务二要求输出用砝码称出重为x的重量,实际上就是用3的1至n次方的和差来表示x,如样例中的2=3-1,4=1+3等,不难发现,当x除以3余1时,必然x要表示为x=a1+a2...+1,余2时x=a1+a2...-1,余0时不用1的砝码.因此取x除以3的余数,可以确定砝码1用不用和用在天平的哪一边.同理,判断3的砝码位置时,可先将x先除以3四舍五入,再除以3取余判断.能用3的1至n次方的和差来表示x后,屏幕输出再用一个数组来处理就行了.
3. 示范程序
program fdsa;
uses crt,dos;
var
  x,a,b,c,m,n,i,j,k:longint;
  t1,t2:integer;
  ch1,ch2:array [1..10] of integer;
begin
  clrscr;
  write('PLEASE INPUT N : '); readln(n);
  write('PLEASE INPUT X : '); readln(x);
  m:=x; a:=1; write(a); a:=3;
  for i:=1 to n-1 do
  begin
    write(', ',a); a:=a*3;
  end;
  t1:=0; t2:=0; j:=1;
  repeat
    b:=x mod 3;
    x:=round(x/3);
    if b=2 then begin t1:=t1+1; ch1[t1]:=j; end;
    if b=1 then begin t2:=t2+1; ch2[t2]:=j; end;
    j:=j*3;
  until x=0;
  writeln;
  write(m,' ');
  for i:=1 to t1 do
  write('+ ',ch1[i],' ');
  write(': ');
  write(ch2[1]);
  for i:=2 to t2 do
  write('+ ',ch2[i]);
end.
[三.总结]
     数学方法的合理运用,可以给编程带来很大方便,现在一些省市的信息学竞赛题,越来越多的用到数学推导.在竞赛中要取得好成绩,坚实的数学基础是很重要的.

回复列表 (共4个回复)

沙发

我想用组合来解决比较好,这是我在没看你的分析前的想法,希望没有想到一起去,现在也还没看,过会儿再看好吗?
........
i=1;
........
........
while(i<=n)/* n 为砝码数,i为选几个为一组,这i个按照左物右砝放到右边*/
{  依次选出元素个数为i的各种组合情况(循环)
   { 求出当前组合的重量w1;
      依次选出剩下元素的各种组合情况(0<=j<=n-i个)(循环)
     (用标志位可区分出剩下的元素,这j个按照左物右砝放到左边.)
       {  求出当前组合的重量w2;
           if(w1>w2)
            找到可称的一个重量,及其称法;
        }
     }
    i++;
}    
........
........
里边最重要的事求组合的问题不过求组合也不难的.只是要让程序短一点循环要做成函数调用.而要调用应该是让循环变量(求组合的函数的内部的循环变量)为静态的;
求组合的循环的设计我的看法是如下
.......
flag1=0;
.......
while(!flag1)
{
........  
flag1=求组合的函数();/*flag1= 返回值*/

......
......
}
int  求组合的函数()
{
.......   
.......  
if(找完所有的组合了)
return 1;
else return 0;
}
一种思路吧,编程语言不同,我有很懒就这样描述了.
别骂我哦.

板凳

我觉得:数学公式越简单越好,能用简单的多项式九不用分式,这样可以减少数学奇点的出现,能用初等数学公式就不用幂级数形式叠代

3 楼

有点象进制转换...

4 楼

"迭代是人,递归是神",要学好递归,那就是成神了,大家要努力修行啊,终究会有得道飞升的一天!

我来回复

您尚未登录,请登录后再回复。点此登录或注册