回 帖 发 新 帖 刷新版面

主题:算 法 设 计 题 集

第一章  算法初步

第一节  程序设计与算法

     

一、算法
    算法是解决问题方法的精确描述,但是并不是所有问题都有算法,有些问题经研究可行,则相应有算法,但这并不是说问题就有结果。上述的“可行”,是指对算法的研究。
    1.待解问题的描述
    待解问题表述应精确、简练、清楚,使用形式化模型刻划问题是最恰当的。例如,使用数学模型刻划问题是最简明、严格的,一旦问题形式化了,就可依据相应严格的模型对问题求解。
    2.算法设计
    算法设计的任务是对各类具体问题设计良好的算法及研究设计算法的规律和方法。常用的算法有:穷举搜索法、递归法、回溯法、贪心法、分治法等。
    3.算法分析
    算法分析的任务是对设计出的每一个具体的算法,利用数学工具,讨论各种复杂度,以探讨某种具体算法适用于哪类问题,或某类问题宜采用哪种算法。
    算法的复杂度分时间复杂度和空间复杂度。
     .时间复杂度:在运行算法时所耗费的时间为f(n)(即 n的函数)。
     .空间复杂度:实现算法所占用的空间为g(n)(也为n的函数)。
    称O(f(n))和O(g(n))为该算法的复杂度。

    二、程序设计
    1.程序
    程序是对所要解决的问题的各个对象和处理规则的描述,或者说是数据结构和算法的描述,因此有人说,数据结构+算法=程序。
    2.程序设计
    程序设计就是设计、编制和调试程序的过程。
    3.结构化程序设计
    结构化程序设计是利用逐步求精的方法,按一套程式化的设计准则进行程序的设计。由这种方法产生的程序是结构良好的。所谓“结构良好”是指:
    (1)易于保证和验证其正确性;
    (2)易于阅读、易于理解和易于维护。
    按照这种方法或准则设计出来的程序称为结构化的程序。
   “逐步求精”是对一个复杂问题,不是一步

回复列表 (共16个回复)

沙发

就编成一个可执行的程序,而是分步进行。
    .第一步编出的程序最为抽象;
    .第二步编出的程序是把第一步所编的程序(如过程、函数等)细化,较为抽象;
    .……
    .第i步编出的程序比第i-1步抽象级要低;
    .……
    .直到最后,第n步编出的程序即为可执行的程序。
    所谓“抽象程序”是指程序所描述的解决问题的处理规则,是由那些“做什么”操作组成,而不涉及这些操作“怎样做”以及解决问题的对象具有什么结构,不涉及构造的每个局部细节。
    这一方法原理就是:对一个问题(或任务),程序人员应立足于全局,考虑如何解决这一问题的总体关系,而不涉及每局部细节。在确保全局的正确性之后,再分别对每一局部进行考虑,每个局部又将是一个问题或任务,因而这一方法是自顶而下的,同时也是逐步求精的。采用逐步求精的优点是:
    (1)便于构造程序。由这种方法产生的程序,其结构清晰、易读、易写、易理解、易调试、易维护;
    (2)适用于大任务、多人员设计,也便于软件管理。
    逐步求精方法有多种具体做法,例如流程图方法、基于过程或函数的方法。
    [例]求两自然数,其和是667,最小公倍数与最大公约数之比是120:1(例如(115,552) 、(232,435))。
    [解]两个自然数分别为m和667-m(2≤m≤ 333)。
   处理对象:m(自然数)、l(两数的最小公倍数)、g(两数的最大公约数)。
   处理步骤:对m从2到333检查l与g的商为120,且余数为0时,打印m与667-m 。
   第一层抽象程序:
    Program TwoNum;
    Var   m,l,g:integer;
    Begin  for  m:=2  to  333  do
      begin  l:=lcm(m,667-m);    {求最小公倍数}
      g:=gcd(m,667-m);    {求最大公约数}
      if  (l=g*120)and(l mod g=0)  then
          writeln(m:5,667-m:5);
      end;
    End.
    第二层考虑函数lcm(最小公倍数)、gcd(最大公约数)的细化。
    最大公约数问题是对参数a、b,找到一个数i能整除a与b,i就是gcd的函数值。
      Function  gcd(a,b:integer):integer;
      var  i:integer;    
      begin  for  i:=a  downto  1  do  
        if  not((a  mod  i=0)or(b  mod  i=0))  then  gcd:=i;
      end;
    而最小公倍数的计算是:若干个b之和,若能被a整除,则该和便是a、b的最小公倍数。
      Function  lcm(a,b:integer):integer;
      var  i:integer;
      begin  i:=b;
        while  i  mod  a=0  do  i:=i+b;
        lcm:=i;
      end;

板凳

就编成一个可执行的程序,而是分步进行。
    .第一步编出的程序最为抽象;
    .第二步编出的程序是把第一步所编的程序(如过程、函数等)细化,较为抽象;
    .……
    .第i步编出的程序比第i-1步抽象级要低;
    .……
    .直到最后,第n步编出的程序即为可执行的程序。
    所谓“抽象程序”是指程序所描述的解决问题的处理规则,是由那些“做什么”操作组成,而不涉及这些操作“怎样做”以及解决问题的对象具有什么结构,不涉及构造的每个局部细节。
    这一方法原理就是:对一个问题(或任务),程序人员应立足于全局,考虑如何解决这一问题的总体关系,而不涉及每局部细节。在确保全局的正确性之后,再分别对每一局部进行考虑,每个局部又将是一个问题或任务,因而这一方法是自顶而下的,同时也是逐步求精的。采用逐步求精的优点是:
    (1)便于构造程序。由这种方法产生的程序,其结构清晰、易读、易写、易理解、易调试、易维护;
    (2)适用于大任务、多人员设计,也便于软件管理。
    逐步求精方法有多种具体做法,例如流程图方法、基于过程或函数的方法。
    [例]求两自然数,其和是667,最小公倍数与最大公约数之比是120:1(例如(115,552) 、(232,435))。
    [解]两个自然数分别为m和667-m(2≤m≤ 333)。
   处理对象:m(自然数)、l(两数的最小公倍数)、g(两数的最大公约数)。
   处理步骤:对m从2到333检查l与g的商为120,且余数为0时,打印m与667-m 。
   第一层抽象程序:
    Program TwoNum;
    Var   m,l,g:integer;
    Begin  for  m:=2  to  333  do
      begin  l:=lcm(m,667-m);    {求最小公倍数}
      g:=gcd(m,667-m);    {求最大公约数}
      if  (l=g*120)and(l mod g=0)  then
          writeln(m:5,667-m:5);
      end;
    End.
    第二层考虑函数lcm(最小公倍数)、gcd(最大公约数)的细化。
    最大公约数问题是对参数a、b,找到一个数i能整除a与b,i就是gcd的函数值。
      Function  gcd(a,b:integer):integer;
      var  i:integer;    
      begin  for  i:=a  downto  1  do  
        if  not((a  mod  i=0)or(b  mod  i=0))  then  gcd:=i;
      end;
    而最小公倍数的计算是:若干个b之和,若能被a整除,则该和便是a、b的最小公倍数。
      Function  lcm(a,b:integer):integer;
      var  i:integer;
      begin  i:=b;
        while  i  mod  a=0  do  i:=i+b;
        lcm:=i;
      end;

3 楼

编程入门题(二)

1、求素数:求2至N(2≤N≤500)之间的素数。例如:
输入:N=100
输出:  2   3    5   7  11  13
       17  19   23  29  31  37
       41  43   47  53  59  61
       71  73   79  83  89  97
       total=24   {表示2至100之间的素数有24个}
[解法一]素数是指除1及本身以外不能被其他数整除的自然数。下面介绍用穷举法求素数。
1.    2是素数;t=0;
2.    I=2~n,则:
(1)如果i是素数,则其必须是奇数且不能被2~√i  中的任一个数整除。
     (2)如果I是素数,则输出该素数且计数器t=t+1;
   3.输出2~N之间素数的总数:total=t;
4.程序结束

[程序]
program exa;
uses crt;
var  i,k,n,w,t:integer;
     yes:boolean;
Begin t:=0;clrscr;write(‘N=’);readln(n);
  if (n<2)and(n>500) then
    begin writeln(‘input error!’);halt;end;
  write(2:5);t:=1;
  for i:=2 to n do
    if odd(i) then
      begin yes:=true;
        w:=trunc(sqrt(I));k:=2;
        while (k<=w)and yes do
          begin if i mod k=0 then yes:=false; k:=k+1;end;
        if yes then begin write(i:5);t:=t+1; end;
      end;
  writeln(‘total=’,t);
end.

[解法二]筛法求素数:
    1.建立一个包括2,3,…,N的数据“集合”R;
    2.顺序取R中的数(从素数2开始),同时将其及能整除它的数从R中划去。“筛法求素数”的过程如下图示:
素数R[1]                   数据集合R
   2    { 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,  9,10,11,12,……}
   3    {     3,     5,      7,    9,     11,   ……}
   5    {             5,      7,            11,   ……}
……                     ………
    这样便可得到所求的素数:2,3,5,……。
[程序]
program Sushu;
var  i,j,k,n,w,t:integer;
  R,P:array [1..500] of integer;
Begin
  write('N=');readln(n);
  if (n<2) or (n>500) thenbegin writeln('Input N error!');halt end;
  for i:=2 to n do R[i-1]:=i; writeln('Result:');t:=0;k:=n-1;
  while k>0 do
    begin P:=R;  {数组P保存在P中}
      write(R[1]:5);  {输出素数} t:=t+1;w:=R[1];j:=0;
      for i:=1 to k do
        if P[i] mod w<>0 then  {划去w及 W的倍数}
          begin j:=j+1; R[j]:=P[i];end;  {重新构造集合R}
      k:=j; {新建后R的元素个数}
    end;  writeln;writeln('Total=',t);
end.

2、矩阵相乘:已知N×M1矩阵A和M1×M矩阵B(1≤M、M1、N≤10),求矩阵C(=A×B)。例如:
输入:N,M1,M=4  3  4
      A= 1   2    3             
3    4    5             提示:所谓矩阵相乘(如A×B=C),是指
4    5    6                Cij= ∑(Aik×Bkj)(i=1~N,j=1~M1,k=1~M)
5    –1  –2                   
           B= 1   6    4    2        例如:
              2   3    4    1             C11=A11×B11+A12×B21+A13×B31
            –1   5    7   –3              =1×1+2×2+3×(– 1)
输出:C= 2   27   33   –5             =2
              6   55   63   –5            C42= A41×B12+A42×B22+A43×B32
              8   69   78   –5              =5×6+(–1)×3+(–2)×5
         5   17   2    15               =17
[解]该题主要考查矩阵的表示及其运算。矩阵A(N×M1)与矩阵B(M1×M)相乘得矩阵C(N×M),其解法如下:
       i=1~N,重复做
         j=1~M,重复做
     (1)cij=0; (2)k=1~M1,重复做Cij=Cij+Aik*Bkj; (3)输出Cij
[程序]
program JiZheng;
var i,j,k,N,M1,M:integer;
A,B,C:array [1..10,1..10] of integer;
Begin
  write('N,M1,M=');readln(N,M1,M);
  if (N>=1)and(N<=10)and(M1>=1)and(M1<=10)and(M>=1)and(M<=10) then
begin {输入N×M1矩阵A}write('A=');
for i:=1 to N do for j:=1 to M1 do read(A[i,j]);readln;
    {输入M1×M矩阵B} write('B=');
for i:=1 to M1 do for j:=1 to M do read(B[i,j]);readln;
    write('C=');
      for i:=1 to N do
        begin for j:=1 to M do{计算Cij= ∑(Aik×Bkj)}
          begin C[i,j]:=0; for k:=1 to M1 do C[i,j]:=C[i,j]+A[i,k]*B[k,j];
            write(C[i,j]:5); {输出矩阵Cij}
          end;
          writeln;write(' ':2);
        end;
      writeln;
    end
  else writeln('Input N,M1,M error!');
end.

3、找数字对:输入N(2≤N≤100)个数字(在0与9之间),然后统计出这组数中相邻两数字组成的链环数字对出现的次数。例如:
输入:N=20  {表示要输入数的数目}
      0  1  5  9  8  7  2  2  2  3  2  7  8  7  8  7  9  6  5  9   
输出:(7,8)=2 (8,7)=3 {指(7,8)、(8,7)数字对出现次数分别为2次、3次)
     (7,2)=1 (2,7)=1
     (2,2)=2
     (2,3)=1 (3,2)=1
[解]该题主要是数组的存储表示及运用。数组A存放所输入的N个数,用数组B表示A[i]与A[i+1]相邻数字对出现的次数。计算过程见下表:
数组A次数i    0  1  5   9  8   7   2   2   2   3  2   7   8   7   8   7   9    6  5   9 1  2   3  4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19
求链环数字的过程    I= 1: B[0,1]=1      I=2:B[1,5]=1      I=3: B[5,9]=1     I=4: B[9,8]=1 I= 5: B[8,7]=1      I=6:B[7,2]=1      I=7: B[2,2]=1     I=8: B[2,2]=2 I=9: B[3,2]=1      I=10:B[2,3]=1     I=11:B[2,7]=1      I=12:B[7,8]=1     I=13:B[8,7]=2      I=14:B[7,8]=2     I=15:B[8,7]=3      I=16:B[7,9]=1     I=17:B[9,6]=1      I=18:B[6,5]=1     I=19:B[5,9]=1
[程序]
Program Getdouble;
var i,N:integer; fd:boolean;
  A:array[1..100] of integer;
  B:array[0..9,0..9] of integer;
Begin fillchar(B,sizeof(B),0);{数组B初值置为0} write('N=');readln(N);
  if (N>1)and(N<=100) then
    begin write('Enter ',N,' numbers:');
      for i:=1 to N do
        begin read(A[i]);  {输入A[i]}
          if (A[i]<0)or(A[i]>9) then   {A[i]的值在0与9之间}
            begin writeln('Input error!');halt;end;
        end;
      for i:=1 to N-1 do
        B[A[i],A[i+1]]:=B[A[i],A[i+1]]+1;{相邻数字对BA[i],A[i+1]值加1}
      fd:=true;writeln('Result:');
      for i:=1 to N-1 do
        if (B[A[i],A[i+1]]>0)and(B[A[i+1],A[i]]>0) then
          begin write('(',A[i],',',A[i+1],')=',B[A[i],A[i+1]],'  ');
            if A[i+1]=A[i] then writeln {相邻数字相同,如(2,2)}
              else writeln('(',A[i+1],',',A[i],')=',B[A[i+1],A[i]]);
            B[A[i+1],A[i]]:=0;
            fd:=false;
          end;
      if fd then writeln('Not found!');
    end
  else writeln('Input N error!');
end.
4、蛇形矩阵:生成一个按蛇形方式排列自然数1,2,3,4,5,……,N2的 (1<N≤10)阶方阵。例如:
输入:N=4                         N=7
输出:1   3    4   10               1    3    4   10   11   21   22
           2   5    9   11               2    5    9   12   20   23   34
           6   8   12   15               6    8   13   19   24   33   35
           7   13  14   16               7   14   18   25   32   36   43
                                        15   17   26   31   37   42   44
                                        16   27   30   38   41   45   48
                                        28   29   39   40   46   47   49
[解]本题考查重点是矩阵的表示及
    上下标运算,旨在培养观察和
    分析思维能力。
        例如,当N=7 时,把1,
    2,3,……,49逐一填入数组
    A中,搜索填数的方向如右图示:

    从图中,我们可以看出:对每个数字m(1,2,……,~N*N)来说,可能按以下四种搜索方向之一填数:
                              d=2(右上)
    
                      m        d=3(向右)
           d=4        
         (左下)        d=1(向下)
    按照图10-1的搜索方向填数时,先要把当前数字m填入数组A[i,j]中,接下来就是要确定下一次的填数的坐标及其搜索方向(即d=?)。现分析如下:
    第一种情形(d=1,如m=2,7,15;35,44):
              (i,j)
            d=1        d=2(当j=1)
              (i+1,j)
               
                d=4(当j=N)
    第二种情形(d=2,如m=2,10,21;或34,43,48;或7,8,9,16,17,18,19等):
                    d=2(当i<>1且j<>N)
                 
             (i-1,j)     d=3(当i=1)
               
          d=2       d=1(当j=N)
          (i,j)
    第三种情形(d=3,如m=29,40,47;或4,11,22):
                    d=3          d=2(当i=N)
             (i,j)     (i,j+1)
               
                     d=4(当j=N)
    第四种情形(d=4,如m=28,39,46;或6,15;或5,12,13,14等):
                     (i,j)
                      d=4
              (i+1,j)     d=3(当i=1)
               
                d=4(当i=N且j<>1)

[程序]
Program she;
const max=10;
var d,i,j,m,N:integer;
  A:array [1..10,1..10] of integer;

begin
  write('N=');readln(N);
  if (N>=1) and (N<=max) then
    begin i:=1;j:=1;m:=1;d:=1;
      repeat A[i,j]:=m;   {填数}
        case d of
          1: {第一种情形}begin i:=i+1; if j=1 then d:=2 else d:=4; end;
          2: {第二种情形}begin i:=i-1;j:=j+1;
if j=N then d:=1 else if i=1 then d:=3;end;
          3: {第三种情形}begin j:=j+1; if i=N then d:=2 else d:=4;end;
          4: {第三种情形}begin i:=i+1;j:=j-1;
if i=N then d:=3 else if j=1 then d:=1;end;
        end;
        m:=m+1;
      until m>N*N;
      writeln('OUTPUT:');
      for i:=1 to N do begin for j:=1 to N do write(A[i,j]:4); {输出填数} writeln;end;
    end
  else writeln('Input N error!');
end.

4 楼

5、编码问题(95年全国分区联赛题):设有一个数组A:array [0..N-1] of integer; 存放的元素为0~N-1(1<N<=10)之间的整数,且A[i]≠A[j](i≠j)。例如当N=6时,有:A=(4,3,0,5,1,2)。此时,数组A的编码定义如下:
A[0]编码为0;
A[i]编码为:在A[0],A[1],…,A[i-1]中比A[i]的值小的个数
          (i=1,2,…,N-1)
∴上面数组A的编码为:B=(0,0,0,3,1,2)
    要求编程解决以下问题:
(1)给出数组A后,求出其编码;
(2)给出数组A的编码后,求出A中的原数据
程序样例:
例一:
输入:Stat=1   {表示要解决的第(1)问题}
       N=8      {输入8个数}
       A=1 0 3 2 5 6 7 4
输出:B=0 0 2 2 4 5 6 4
例二:
输入:Stat=2   {表示要解决的第(2)问题}
       N=7
       B=0 1 0 0 4 5 6  
输出:A=2 3 1 0 4 5 6


[解]第1个问题的解法:用穷举搜索法。
      B[0]为0
      B[i]表示在A[1],A[2],……,A[i-1]中比A[i](i=1,2,……,N)小的个数。
    第2个问题的解法:先构建数组P,初始值为0,1,2,3,……,N-1。然后从B[N-1],B[N-2],……,B[1],B[0]逆向从数组P中取数求数组A。以题中例二为例,求解过程如下图:
下标值i    B0 B1 B2  B3 B4  B5 B6     p0 p1 p2  p3 p4  p5  p6    数组A
   6    0 1  0  0  4  5  6                ↑    0  1  2  3  4  5  6    A[6]=p[B6]=p6=6,划去p6
   5    0 1  0  0  4  5  6             ↑        0  1  2  3  4  5    A[5]=p[B5]=p5=5,划去p5
   4    0 1  0  0  4  5  6          ↑          0  1  2  3  4     A[4]=p[B4]=p4=4,划去p4
   3    0 1  0  0  4  5  6       ↑             0  1  2  3       A[3]=p[B3]=p0=0,划去p0
   2    0 1  0  0  4  5  6    ↑                1  2  3      A[2]=p[B2]=p0=1,划去p0
   1    0 1  0  0  4  5  6 ↑                   2  3      A[1]=p[B1]=p1=3,划去p2
   0    0 1  0  0  4  5  6↑                     2       A[0]=p[B0]=p0=2
    从上述求解过程中,我们得到:A=(2,3,1,0,4,5,6)。
[程序]
program code;
var  i,j,k,m,n,stat:integer;
  A,B,P:array [0..10] of integer;
begin
  write('Stat(1,or 2)=');readln(stat);
  case stat of
    1:begin write('N='); readln(n); write('A=');
        for i:=0 to n-1 do read(A[i]); readln; {读入数组A}
        for i:=0 to n-2 do  
          for j:=i+1 to n-1 do
            if (A[i]=A[j])or(A[i]>n-1) then {数组A中有否相等}
              begin writeln('Input error!');halt; end;
        for i:=0 to n-1 do B[i]:=0; {编码数组B初始值为0}
        for i:=1 to n-1 do
          for j:=0 to i-1 do
            if A[i]>A[j] then B[i]:=B[i]+1; {求数组编码}
        for i:=0 to n-1 do write(B[i]:5);writeln;
      end;
    2:begin write('N='); readln(n); write('B=');
        for i:=0 to n-1 do read(B[i]); readln; {读编码数组B}
        for i:=0 to n-1 do P[i]:=i; {建立取数数列P}
        for i:=n-1 downto 0 do  {由编码数组B逆向求原数组A}
          begin A[i]:=P[B[i]];  {A[i]为数组P中第B[i]号元素}
            for j:=B[i] to i-1 do P[j]:=P[j+1];{从P数组中删去P[B[i]]}
          end;
        write('A=');
        for i:=0 to n-1 do write(A[i]:5);writeln; {输出数组A}
      end;
  end;
end.
第二章  算法应用

一、穷举搜索法

    穷举搜索法是穷举所有可能情形,并从中找出符合要求的解。
    穷举所有可能情形,最直观的是联系循环的算法。
    [例]找出n个自然数(1,2,3,…,n)中r个数的组合。例如,当n=5,r=3时,所有组合为:
          5      4      3
          5      4      2
          5      4      1
          5      3      2
          5      3      1
          5      2      1
          4      3      2
          4      3      1
          4      2      1
          3      2      1
           total=10     {组合的总数}

    [解]n个数中r的组合,其中每r 个数中,数不能相同。另外,任何两组组合的数,所包含的数也不应相同。例如,5、4、3与3、4、5。为此,约定前一个数应大于后一个数。
    将上述两条不允许为条件,当r=3时,可用三重循环进行搜索。
    [程序]
      Program  zuhe11;
      const n=5;
      var  i,j,k,t:integer;
      begin  t:=0;
        for  i:=n  downto  1  do
          for  j:=n  downto  1  do
            for  k:=n  downto  1  do
              if (i<>j)and(i<>k)and(i>j)and(j>k) then
                begin t:=t+1;writeln(i:3,j:3,k:3);end;
        writeln('total=',t);
      end.
    或者
      Program  zuhe12;
      const n=5;r=3;
      var  i,j,k,t:integer;
      begin  t:=0;
        for  i:=n  downto  r  do
          for  j:=i-1  downto  r-1  do
            for  k:=j-1  downto  1  do
                begin t:=t+1;writeln(i:3,j:3,k:3);end;
        writeln('total=',t);
      end.
    这两个程序,前者穷举了所有可能情形,从中选出符合条件的解,而后者比较简洁。但是这两个程序都有一个问题,当r变化时,循环重数改变,这就影响了这一问题的解,即没有一般性。
    但是,很多情况下穷举搜索法还是常用的。
二、递归法

    递归法也是常用的方法。
   [例]仍以前节例题为例,找n个数的r个数的组合。要求:
    输入:n,r=5  3
    输出:5      4      3
          5      4      2
          5      4      1
          5      3      2
          5      3      1
          5      2      1
          4      3      2
          4      3      1
          4      2      1
          3      2      1
           total=10     {组合的总数}
    [解]分析所提示的10组数。首先固定第一位数(如5),其后是在另4个数中再“组合”2个数。这就将“5个数中3个数的组合”推到了“4个数中2个数的组合”上去了。第一位数可以是n    r(如5    3),n个数中r个数组合递推到n-1个数中r-1个数有组合,这是一个递归的算法。即:
    Procedure   comb(n,r:integer);
    var  i:integer;
    begin  for  i:=n  downto  r  do
      begin  {固定i的输出位置}
        comb(i-1,r-1);  {原过程递推到i-1个数的r-1个数组合}
      end;
    end;
    再考虑打印输出格式。
    [程序]
    Program  zuhe2;
    var  k,n,r:integer;
    Produrce   comb(n,r:integer);
    var  i,temp:integer;
    begin  for  i:=n  downto  r  do
      if  (i<>n)and(k<>r)  then    {k为过程外定义的}
        begin for temp:=1 to  (k-r)*3  do  write('  '); {确定i的输出位置}
        end;
      write(i:3);
      if i>1 then comb(i-1,r-1);  {递推到下一情形}
      else writeln;
    end;
    Begin {main}
     write('n,r=');readln(n,r);
     if  r>n  then
       begin  writeln('Input n,r error!');halt; end;
     comb(n,r);  {调用递归过程}
   End;

5 楼

三、回溯法

     回溯法是一种选优搜索法,按选优条件向前搜索,以达到目标。但当探索到某一步时,发现原先选择并不优或达不到目标,就退回一步重新选择,这种走不通就退回再走的技术为回溯法,而满足回溯条件的某个状态的点称为“回溯点”。
    [例]再以前例说明,找n个数中r个数的组合。
    [解]将自然数排列在数组A中:
      A[1]    A[2]    A[3]
       5       4       3
       5       4       2
          …
       3       2       1
    排数时从A[1]    A[2]     A[3],后一个至少比前一个数小1,并且应满足ri+A[ri]>r。若ri+A[ri]≤r就要回溯,该关系就是回溯条件。为直观起见,当输出一组组合数后,若最后一位为1,也应作一次回溯(若不回,便由上述回溯条件处理)。

    [程序]
     program  zuhe3;
     type  tp=array[1..100] of integer;
     var  n,r:integer;

     procedure  comb2(n,r:integer;a:tp);
     var  i,ri:integer;
     begin  ri:=1;a[1]:=n;
       repeat  
        if  ri<>r  then   {没有搜索到底}
          if  ri+a[ri]>r  then    {是否回溯}
            begin  a[ri+1]:=a[ri]-1;
              ri:=ri+1;
            end
          else
            begin  ri:=ri-1; a[ri]:=a[ri]-1;end; {回溯}
        else
          begin  for j:=1 to r do write(a[j]:3);writeln; {输出组合数}
            if  a[r]=1  then  {是否回溯}
              begin  ri:=ri-1; a[ri]:=a[ri]-1;end; {回溯}
            else  a[ri]:=a[ri]-1;  {递推到下一个数}
          end;
       until  a[1]<>r-1;
     end;

     begin {MAIN}
       write('n,r=');readln(n,r);
       if  r>n  then
         begin  writeln('Input n,r error!');halt; end
       comb2(n,r);
     end.

第三章  综合题解

综合测试题(一)

1、寻找数:求所有这样的三位数,这些三位数等于它各位数字的立方和。
   例如,153=13 +53 +33 。
    [解]穷尽三位数,用一个循环语句。其数码可用“模取”运算MOD完成。
   [程序]
    PROGRAM lifang;
    uses crt;
    var i,a,b,c:integer;
    begin
      clrscr;
      for i:=100 to 999 do
        begin c:=i mod 10; {取个位数}
          b:=(i div 10) mod 10; {取十位数}
          a:=i div 100;  {取百位数}
          if i=a*a*a+b*b*b+c*c*c then writeln(i:6);
        end;
    end.    

2、最小自然数:求具有下列两个性质的最小自然数n:
    (1)n的个位数是6;
    (2)若将n的个位数移到其余各位数字之前,所得的新数是n的4倍。
    [解]仍用穷举法寻找,当找到一个符合条件者便停止。“找到便停止”的重复,宜采用repeat-until循环。
    由于不知道n是几位数,个位数移到前面去应借助一个指定位数的数。设为e。
    [程序]
     program minnum;
     var  n,e:integer;
     begin e:=1;n:=1;
       repeat  e:=10*e;
         repeat n:=n+1;
         until not((n=e)or((10*n+6)*4=(6*e+n)));
       until ((10*n+6)*4<>6*e+n);
       writeln(10*n+6);
     end.

6 楼

3、找素数:寻找160以内的素数,它的倒序数(如123的倒序数为321)、数码和、数码积不是素数便是1。
    [解]倒序数、数码和、数码积都需对原数分解,分解后再查它们是否符合条件。
    [程序]
    program sushu;
    uses crt;
  var i,j,n,s,p,f:integer;
    function cond(k:integer):boolean;
      var j:integer;b:boolean;
    begin  b:=true; {为1时表示k为素数}
      if k<>1 then for j:=2 to k-1 do if k mod j=0 then b:=false;
      if k=0 then cond:=false else cond:=b;
    end;
    begin {MIAN}  clrscr;
      for i:=2 to 160 do
      if cond(i) then
        begin  j:=i;n:=0;s:=0;p:=1;
          while j<>0 do
            begin f:=j mod 10;
              j:=j div 10;
              n:=n*10+f;{计算倒序数}
              s:=s+f;   {计算数码和}
              p:=p*f;   计算数码积
            end;
          if (cond(n))and(cond(s))and(cond(p)) then write(i:5);
        end;
      writeln; readln
    end.

4、完全平方数:寻找具有完全平方数,且不超过7位数码的回文数。所谓回文数是指这样的数,它的各位数码是左右对称的。例如121、676、94249等。
    [解]判断一个数是否回文数,可以将其转化成字符判断。也可以分解数,所谓分解就是将数的后半段倒置后再与前半段比较。这里采用分解的方法,其函数为symm。
    [程序]
     program wcpfs;
     uses crt;
     var i:longint; s:longint;
     function symm(n:longint):boolean;
     var i,j,k:longint; m:longint;
     begin i:=n;j:=1; {计算n的位数}
       repeat  j:=j+1;i:=i div 10;until (i<=9)and(i>=0);
       k:=j div 2;m:=0;
       for i:=1 to k do  {分解前后两位数}
         begin m:=m*10+(n mod 10);n:=n div 10; end;
      if j mod 2=1 then {n是奇数位,中间位不要}n:=n div 10;
      symm:=(m=n);
    end;
    begin {MAIN}  clrscr;
      for i:=11 to round(sqrt(999999999)) do begin if symm(i*i) then writeln(i*i); end;
    end.

5、成等差的素数:寻找6个成等差级数且小于160的素数。
    [解]设级数为:n,n-d,n-2d,n-3d,n-4d,n-5d。若这6个数全为素数,则为要求的解。这里d、n均是要寻找的。仍用穷尽法,d最大可为33。判断素数函数为isprime。
    [程序]
     PROGRAM dcss(input,output);
   var n,d:integer;
     FUNCTION isprime(m:integer):integer;  {判断素数函数}
     var b,i:integer;
       begin b:=1;
         if m<=0 then b:=0
         else for i:=2 to trunc(sqrt(m)) do if m mod i=0 then b:=0;
         isprime:=b;
       end;
       begin   {main}
         for d:=1 to 31 do  for n:=160 downto 7 do
            if (isprime(n)=1)and(isprime(n-d)=1) then
              if (isprime(n-2*d)=1)and(isprime(n-3*d)=1) then
                  if (isprime(n-4*d)=1)and(isprime(n-5*d)=1) then
                     writeln(n:6,n-d:6,n-2*d:6,n-3*d:6,n-4*d:6,n-5*d:6);
      end.

6、取数列:取{2m ,3n |m>=1,n>=1}中由小到大排列的前70项数。
    [解]这个数的集合事实上存在两个数列:一个是2m ,另一个是3n 。若依次从两数列中取出小的进入新的数列,该新数列便为所求(这里不用数组,而直接打印输出)。
    [程序]
    program mn23;
    const n=70;
    var m2,n3:real;   k:integer;  f:text;
    begin
      assign(f,'exmn.txt');rewrite(f); {输出结果在文件exmn.txt中}
      m2:=2;n3:=3;k:=0;
      while k<n do
        begin  if m2<n3 then begin writeln(f,m2:40:0);m2:=m2*2; end
          else  begin writeln(f,n3:40:0);n3:=n3*3; end;
          k:=k+1;
        end;
      close(f);
    end.

7、发奖章:运动会连续开了n天,一共发了m枚奖章,第一天发1枚并剩下(m-1)枚的1/7,第二天发2枚并剩下的1/7,以后每天按此规律发奖章,在最后一天即第n天发了剩下的n枚奖章。问运动会开了多少天?一共发了几枚奖章?
    [解]由于题目涉及m-1的1/7,于是m-1应是7的倍数,即m=7x+1。递推x,寻找m、n。
    [程序]
     PROGRAM sport;
     var m,n,x,b:integer;
     begin x:=0;
       repeat x:=x+1;m:=7*x+1;n:=1;b:=1;
         while (m>n) and (b=1) do
         begin m:=m-n;
           if (m mod 7=0) then m:=(m div 7)*6 else b:=0;n:=n+1;
         end;
       until b=0;
       writeln('n=',n,'    m=',7*x+1);
     end.

7 楼

8、猜名次:五个学生A、B、C、D、E参加某一项比赛。甲、乙两人在猜测比赛的结果。甲猜的名次顺序为A、B、C、D、E,结果没有猜中任何一个学生的名次,也没有猜中任何一对相邻名次(所谓一对相邻名次,是指其中一对选手在名次上邻接。例如1与2,或者2与3等)。乙猜的名次顺序为D、A、E、C、B,结果猜中了两个学生的名次,并猜对了两对学生名次是相邻的。问比赛结果如何?答案为:E、D、A、C、B。乙猜对C、B为最后两名,两对相邻为(D、A)、(C、B))。
    [解]设五名选手A、B、C、D、E的编号分别为1、2、3、4、5。用五个变量c1、c2、c3、c4、c5标记第一名至第五名。算法仍用穷尽法。其中处理相邻问题用一个两位数表示,即DA、AE、EC、CB分别用41、15、53、32表示,并按两位数比较判断相邻问题。
    [程序]
     program mingci;
     var c1,c2,c3,c4,c5,s1,s2,t:integer;
     begin for c1:=2 to 5 do
         for c2:=1 to 5 do
           if (c2<>2)or((c2-c1)<>1) then
             for c3:=1 to 5 do
               if (c3<>3)or((c3-c2)<>1) then
                 for c4:=1 to 5 do
                   if (c4<>4)or((c4-c3)<>1) then
                     for c5:=1 to 4 do
                       if (c5-c4)<>1 then
                          begin s2:=0;
                            if c1=4 then s2:=s2+1;
                            if c2=1 then s2:=s2+1;
                            if c3=5 then s2:=s2+1;
                            if c4=3 then s2:=s2+1;
                            if c5=2 then s2:=s2+1;
                            s1:=0;
                            t:=10*c1+c2;
                            if (t=41)or(t=15)or(t=53)or(t=32) then s1:=s1+1;
                            t:=10*c2+c3;
                            if (t=41)or(t=15)or(t=53)or(t=32) then s1:=s1+1;
                            t:=10*c3+c4;
                            if (t=41)or(t=15)or(t=53)or(t=32) then s1:=s1+1;
                            t:=10*c4+c5;
                            if (t=41)or(t=15)or(t=53)or(t=32) then s1:=s1+1;
                            if (s1=2)and(s2=2) then
                            writeLn(c1:3,c2:3,c3:3,c4:3,c5:3);
                          end;
     end.
9、填自然数:设有如图所示的3n+2个球互连,将自然数1-3n+2分别为这些球编号,使如图相连的球编号之差的绝对正好是数列1,2,……,3n+2中各数。
          ②─⑥                  ②─⑨─⑤            ②─⑿─⑤─⑨
          │  │                  │  │  │            │  │  │  │
      ①─⑧─④─⑤          ①─⑾─④─⑧─⑦    ①─⒁─④─⑾─⑦─⑧
          │  │                  │  │  │            │  │  │  │
          ③─⑦  (n=2)           ③─⑩─⑥  (n=3)      ③─⒀─⑥─⑩  (n=4)
    [解]填自然数的一种算法是:
    (1)先自左向右,第1列中间1个填数,然后第2列上、下2个填数,每次2列;但若n是奇数,最后1次只排第1列中间1个数。
    (2)自右向左,先右第1列中间填数;若n是奇数,再右第2列中间填数。然后依次右第1列上、下2个填数,再右第2列中间1个填数,直到左第2列为止。
    [程序]
     program ziyangshu;
     uses crt;
     const size=25;
     var a:array[0..2,0..size] of integer; i,k,m,n:integer;
     begin  clrscr;write('Input then n:');readln(n);k:=1;
       for i:=0 to n div 2 do
         begin a[1,2*i]:=k;k:=k+1;
           if ((i=n div 2)and(n mod 2=1)or(i<n div 2)) then
             begin a[0,2*i+1]:=k;k:=k+1; a[2,2*i+1]:=k;k:=k+1; end;
         end;
       if n mod 2=1 then begin a[1,n+1]:=k;k:=k+1;m:=n end
       else m:=n+1;
       writeln(m);
       for i:=0 to n div 2 do
         begin a[1,m-2*i]:=k;k:=k+1; writeln(1,' ',m-2*i,' ',k);
           a[0,m-2*i-1]:=k;k:=k+1;  a[2,m-2*i-1]:=k;k:=k+1;
         end;
       write(' ':3);
       for i:=1 to n do write(a[0,i]:3);writeln;
       for i:=0 to n+1 do write(a[1,i]:3);writeln;write(' ':3);
       for i:=1 to n do write(a[2,i]:3);writeln;
     end.

8 楼

[em6]好,支持到底!!

9 楼

这位高手讲得真好,我花了好长时间看了一下,学了好多东西,谢谢你了啊

10 楼

非常遗憾——网上早就有了!!

我来回复

您尚未登录,请登录后再回复。点此登录或注册