① c語言問題: 什麼是演算法試從日常生活中找3個例子,描述它們的演算法。 詳細點,謝謝!
c語言中的演算法是指:一系列解決問題的清晰指令,用系統的方法描述解決問題的策略機制。也就是說,能夠對一定規范的輸入,在有限時間內獲得所要求的輸出。通俗說就是解決問題的方法和步驟。
描述演算法的例子:
問題:從上海去到北京。
其中的演算法:做汽車、做飛機、或者徒步。
問題:喝茶。
其中的演算法:先找到茶葉,再燒一壺開水,然後將茶葉放到杯子里,將開水倒入杯中,等茶葉泡好。
問題:開車。
其中的演算法:首先要打開車門,駕駛員坐好,插上車鑰匙,發動汽車。
② 調度演算法詳細資料大全
作業系統管理了系統的有限資源,當有多個進程(或多個進程發出的請求)要使用這些資源時,因為資源的有限性,必須按照一定的原則選擇進程(請求)來佔用資源。這就是調度。目的是控制資源使用者的數量,選取資源使用者許可佔用資源或佔用資源。
③ 誰有數學建模十大演算法的詳細介紹啊
1、蒙特卡羅演算法(該演算法又稱隨機性模擬演算法,是通過計算機模擬來解決問題的演算法,
同時可以通過模擬可以來檢驗自己模型的正確性,是比賽時必用的方法)
2、數據擬合、參數估計、插值等數據處理演算法(比賽中通常會遇到大量的數據需要處理,
而處理數據的關鍵就在於這些演算法,通常使用Matlab作為工具)
3、線性規劃、整數規劃、多元規劃、二次規劃等規劃類問題(建模競賽大多數問題屬於最優化問題,
很多時候這些問題可以用數學規劃演算法來描述,通常使用Lindo、Lingo軟體實現)
4、圖論演算法(這類演算法可以分為很多種,包括最短路、網路流、二分圖等演算法,
涉及到圖論的問題可以用這些方法解決,需要認真准備)
5、動態規劃、回溯搜索、分治演算法、分支定界等計算機演算法(這些演算法是演算法設計中比較常用的方法,很多場合可以用到競賽中)
6、最優化理論的三大非經典演算法:模擬退火法、神經網路、遺傳演算法
(這些問題是用來解決一些較困難的最優化問題的演算法,對於有些問題非常有幫助,
但是演算法的實現比較困難,需慎重使用)
7、網格演算法和窮舉法(網格演算法和窮舉法都是暴力搜索最優點的演算法,在很多競賽題中有應用,
當重點討論模型本身而輕視演算法的時候,可以使用這種暴力方案,最好使用一些高級語言作為編程工具)
8、一些連續離散化方法(很多問題都是實際來的,數據可以是連續的,而計算機只認的是離散的數據,因此將其離散化後進行差分代替微分、求和代替積分等思想是非常重要的)
9、數值分析演算法(如果在比賽中採用高級語言進行編程的話,那一些數值分析中常用的演算法比
如方程組求解、矩陣運算、函數積分等演算法就需要額外編寫庫函數進行調用)
10、圖象處理演算法(賽題中有一類問題與圖形有關,即使與圖形無關,論文中也應該要不乏圖片的,
這些圖形如何展示以及如何處理就是需要解決的問題,通常使用Matlab進行處理)
④ 求一道數據結構的排序效率比較的詳細演算法
排序演算法是一種基本並且常用的演算法。由於實際工作中處理的數量巨大,所以排序演算法 對演算法本身的速度要求很高。 而一般我們所謂的演算法的性能主要是指演算法的復雜度,一般用O方法來表示。在後面我將 給出詳細的說明。
對於排序的演算法我想先做一點簡單的介紹,也是給這篇文章理一個提綱。 我將按照演算法的復雜度,從簡單到難來分析演算法。 第一部分是簡單排序演算法,後面你將看到他們的共同點是演算法復雜度為O(N*N)(因為沒有使用word,所以無法打出上標和下標)。 第二部分是高級排序演算法,復雜度為O(Log2(N))。這里我們只介紹一種演算法。另外還有幾種 演算法因為涉及樹與堆的概念,所以這里不於討論。 第三部分類似動腦筋。這里的兩種演算法並不是最好的(甚至有最慢的),但是演算法本身比較 奇特,值得參考(編程的角度)。同時也可以讓我們從另外的角度來認識這個問題。現在,讓我們開始吧:
一、簡單排序演算法
由於程序比較簡單,所以沒有加什麼注釋。所有的程序都給出了完整的運行代碼,並在我的VC環境
下運行通過。因為沒有涉及MFC和WINDOWS的內容,所以在BORLAND C++的平台上應該也不會有什麼
問題的。在代碼的後面給出了運行過程示意,希望對理解有幫助。
1.冒泡法:
這是最原始,也是眾所周知的最慢的演算法了。他的名字的由來因為它的工作看來象是冒泡:
#include <iostream.h>
void BubbleSort(int* pData,int Count)
{
int iTemp;
for(int i=1;i<Count;i++)
{
for(int j=Count-1;j>=i;j--)
{
if(pData[j]<pData[j-1])
{
iTemp = pData[j-1];
pData[j-1] = pData[j];
pData[j] = iTemp;
}
}
}
}
void main()
{
int data[] = {10,9,8,7,6,5,4};
BubbleSort(data,7);
for (int i=0;i<7;i++)
cout<<data[i]<<" ";
cout<<"\n";
}
倒序(最糟情況)
第一輪:10,9,8,7->10,9,7,8->10,7,9,8->7,10,9,8(交換3次)
第二輪:7,10,9,8->7,10,8,9->7,8,10,9(交換2次)
第一輪:7,8,10,9->7,8,9,10(交換1次)
循環次數:6次
交換次數:6次
其他:
第一輪:8,10,7,9->8,10,7,9->8,7,10,9->7,8,10,9(交換2次)
第二輪:7,8,10,9->7,8,10,9->7,8,10,9(交換0次)
第一輪:7,8,10,9->7,8,9,10(交換1次)
循環次數:6次
交換次數:3次
上面我們給出了程序段,現在我們分析它:這里,影響我們演算法性能的主要部分是循環和交換, 顯然,次數越多,性能就越差。從上面的程序我們可以看出循環的次數是固定的,為1+2+...+n-1。 寫成公式就是1/2*(n-1)*n。 現在注意,我們給出O方法的定義:
若存在一常量K和起點n0,使當n>=n0時,有f(n)<=K*g(n),則f(n) = O(g(n))。(呵呵,不要說沒 學好數學呀,對於編程數學是非常重要的!!!)
現在我們來看1/2*(n-1)*n,當K=1/2,n0=1,g(n)=n*n時,1/2*(n-1)*n<=1/2*n*n=K*g(n)。所以f(n) =O(g(n))=O(n*n)。所以我們程序循環的復雜度為O(n*n)。 再看交換。從程序後面所跟的表可以看到,兩種情況的循環相同,交換不同。其實交換本身同數據源的 有序程度有極大的關系,當數據處於倒序的情況時,交換次數同循環一樣(每次循環判斷都會交換), 復雜度為O(n*n)。當數據為正序,將不會有交換。復雜度為O(0)。亂序時處於中間狀態。正是由於這樣的 原因,我們通常都是通過循環次數來對比演算法。
2.交換法:
交換法的程序最清晰簡單,每次用當前的元素一一的同其後的元素比較並交換。
#include <iostream.h>
void ExchangeSort(int* pData,int Count)
{
int iTemp;
for(int i=0;i<Count-1;i++)
{
for(int j=i+1;j<Count;j++)
{
if(pData[j]<pData[i])
{
iTemp = pData[i];
pData[i] = pData[j];
pData[j] = iTemp;
}
}
}
}
void main()
{
int data[] = {10,9,8,7,6,5,4};
ExchangeSort(data,7);
for (int i=0;i<7;i++)
cout<<data[i]<<" ";
cout<<"\n";
}
倒序(最糟情況)
第一輪:10,9,8,7->9,10,8,7->8,10,9,7->7,10,9,8(交換3次)
第二輪:7,10,9,8->7,9,10,8->7,8,10,9(交換2次)
第一輪:7,8,10,9->7,8,9,10(交換1次)
循環次數:6次
交換次數:6次
其他:
第一輪:8,10,7,9->8,10,7,9->7,10,8,9->7,10,8,9(交換1次)
第二輪:7,10,8,9->7,8,10,9->7,8,10,9(交換1次)
第一輪:7,8,10,9->7,8,9,10(交換1次)
循環次數:6次
交換次數:3次
從運行的表格來看,交換幾乎和冒泡一樣糟。事實確實如此。循環次數和冒泡一樣 也是1/2*(n-1)*n,所以演算法的復雜度仍然是O(n*n)。由於我們無法給出所有的情況,所以 只能直接告訴大家他們在交換上面也是一樣的糟糕(在某些情況下稍好,在某些情況下稍差)。
3.選擇法:
現在我們終於可以看到一點希望:選擇法,這種方法提高了一點性能(某些情況下) 這種方法類似我們人為的排序習慣:從數據中選擇最小的同第一個值交換,在從省下的部分中 選擇最小的與第二個交換,這樣往復下去。
#include <iostream.h>
void SelectSort(int* pData,int Count)
{
int iTemp;
int iPos;
for(int i=0;i<Count-1;i++)
{
iTemp = pData[i];
iPos = i;
for(int j=i+1;j<Count;j++)
{
if(pData[j]<iTemp)
{
iTemp = pData[j];
iPos = j;
}
}
pData[iPos] = pData[i];
pData[i] = iTemp;
}
}
void main()
{
int data[] = {10,9,8,7,6,5,4};
SelectSort(data,7);
for (int i=0;i<7;i++)
cout<<data[i]<<" ";
cout<<"\n";
}
倒序(最糟情況)
第一輪:10,9,8,7->(iTemp=9)10,9,8,7->(iTemp=8)10,9,8,7->(iTemp=7)7,9,8,10(交換1次)
第二輪:7,9,8,10->7,9,8,10(iTemp=8)->(iTemp=8)7,8,9,10(交換1次)
第一輪:7,8,9,10->(iTemp=9)7,8,9,10(交換0次)
循環次數:6次
交換次數:2次
其他:
第一輪:8,10,7,9->(iTemp=8)8,10,7,9->(iTemp=7)8,10,7,9->(iTemp=7)7,10,8,9(交換1次)
第二輪:7,10,8,9->(iTemp=8)7,10,8,9->(iTemp=8)7,8,10,9(交換1次)
第一輪:7,8,10,9->(iTemp=9)7,8,9,10(交換1次)
循環次數:6次
交換次數:3次
遺憾的是演算法需要的循環次數依然是1/2*(n-1)*n。所以演算法復雜度為O(n*n)。 我們來看他的交換。由於每次外層循環只產生一次交換(只有一個最小值)。所以f(n)<=n 所以我們有f(n)=O(n)。所以,在數據較亂的時候,可以減少一定的交換次數。
4.插入法:
插入法較為復雜,它的基本工作原理是抽出牌,在前面的牌中尋找相應的位置插入,然後繼續下一張
#include <iostream.h>
void InsertSort(int* pData,int Count)
{
int iTemp;
int iPos;
for(int i=1;i<Count;i++)
{
iTemp = pData[i];
iPos = i-1;
while((iPos>=0) && (iTemp<pData[iPos]))
{
pData[iPos+1] = pData[iPos];
iPos--;
}
pData[iPos+1] = iTemp;
}
}
void main()
{
int data[] = {10,9,8,7,6,5,4};
InsertSort(data,7);
for (int i=0;i<7;i++)
cout<<data[i]<<" ";
cout<<"\n";
}
倒序(最糟情況)
第一輪:10,9,8,7->9,10,8,7(交換1次)(循環1次)
第二輪:9,10,8,7->8,9,10,7(交換1次)(循環2次)
第一輪:8,9,10,7->7,8,9,10(交換1次)(循環3次)
循環次數:6次
交換次數:3次
其他:
第一輪:8,10,7,9->8,10,7,9(交換0次)(循環1次)
第二輪:8,10,7,9->7,8,10,9(交換1次)(循環2次)
第一輪:7,8,10,9->7,8,9,10(交換1次)(循環1次)
循環次數:4次
交換次數:2次
上面結尾的行為分析事實上造成了一種假象,讓我們認為這種演算法是簡單演算法中最好的,其實不是, 因為其循環次數雖然並不固定,我們仍可以使用O方法。從上面的結果可以看出,循環的次數f(n)<= 1/2*n*(n-1)<=1/2*n*n。所以其復雜度仍為O(n*n)(這里說明一下,其實如果不是為了展示這些簡單 排序的不同,交換次數仍然可以這樣推導)。現在看交換,從外觀上看,交換次數是O(n)(推導類似 選擇法),但我們每次要進行與內層循環相同次數的『=』操作。正常的一次交換我們需要三次『=』 而這里顯然多了一些,所以我們浪費了時間。
最終,我個人認為,在簡單排序演算法中,選擇法是最好的。
二、高級排序演算法:
高級排序演算法中我們將只介紹這一種,同時也是目前我所知道(我看過的資料中)的最快的。 它的工作看起來仍然象一個二叉樹。首先我們選擇一個中間值middle程序中我們使用數組中間值,然後 把比它小的放在左邊,大的放在右邊(具體的實現是從兩邊找,找到一對後交換)。然後對兩邊分別使 用這個過程(最容易的方法——遞歸)。
1.快速排序:
#include <iostream.h>
void run(int* pData,int left,int right)
{
int i,j;
int middle,iTemp;
i = left;
j = right;
middle = pData[(left+right)/2]; //求中間值
do{
while((pData[i]<middle) && (i<right))//從左掃描大於中值的數
i++;
while((pData[j]>middle) && (j>left))//從右掃描大於中值的數
j--;
if(i<=j)//找到了一對值
{
//交換
iTemp = pData[i];
pData[i] = pData[j];
pData[j] = iTemp;
i++;
j--;
}
}while(i<=j);//如果兩邊掃描的下標交錯,就停止(完成一次)
//當左邊部分有值(left<j),遞歸左半邊
if(left<j)
run(pData,left,j);
//當右邊部分有值(right>i),遞歸右半邊
if(right>i)
run(pData,i,right);
}
void QuickSort(int* pData,int Count)
{
run(pData,0,Count-1);
}
void main()
{
int data[] = {10,9,8,7,6,5,4};
QuickSort(data,7);
for (int i=0;i<7;i++)
cout<<data[i]<<" ";
cout<<"\n";
}
這里我沒有給出行為的分析,因為這個很簡單,我們直接來分析演算法:首先我們考慮最理想的情況
1.數組的大小是2的冪,這樣分下去始終可以被2整除。假設為2的k次方,即k=log2(n)。
2.每次我們選擇的值剛好是中間值,這樣,數組才可以被等分。
第一層遞歸,循環n次,第二層循環2*(n/2)......
所以共有n+2(n/2)+4(n/4)+...+n*(n/n) = n+n+n+...+n=k*n=log2(n)*n
所以演算法復雜度為O(log2(n)*n)
其他的情況只會比這種情況差,最差的情況是每次選擇到的middle都是最小值或最大值,那麼他將變 成交換法(由於使用了遞歸,情況更糟)。但是你認為這種情況發生的幾率有多大??呵呵,你完全 不必擔心這個問題。實踐證明,大多數的情況,快速排序總是最好的。 如果你擔心這個問題,你可以使用堆排序,這是一種穩定的O(log2(n)*n)演算法,但是通常情況下速度要慢 於快速排序(因為要重組堆)。
三、其他排序
1.雙向冒泡:
通常的冒泡是單向的,而這里是雙向的,也就是說還要進行反向的工作。 代碼看起來復雜,仔細理一下就明白了,是一個來回震盪的方式。 寫這段代碼的作者認為這樣可以在冒泡的基礎上減少一些交換(我不這么認為,也許我錯了)。 反正我認為這是一段有趣的代碼,值得一看。
#include <iostream.h>
void Bubble2Sort(int* pData,int Count)
{
int iTemp;
int left = 1;
int right =Count -1;
int t;
do {
//正向的部分
for(int i=right;i>=left;i--)
{
if(pData[i]<pData[i-1])
{
iTemp = pData[i];
pData[i] = pData[i-1];
pData[i-1] = iTemp;
t = i;
}
}
left = t+1;
//反向的部分
for(i=left;i<right+1;i++)
{
if(pData[i]<pData[i-1])
{
iTemp = pData[i];
pData[i] = pData[i-1];
pData[i-1] = iTemp;
t = i;
}
}
right = t-1;
}while(left<=right);
}
void main()
{
int data[] = {10,9,8,7,6,5,4};
Bubble2Sort(data,7);
for (int i=0;i<7;i++)
cout<<data[i]<<" ";
cout<<"\n";
}
2.SHELL排序
這個排序非常復雜,看了程序就知道了。 首先需要一個遞減的步長,這里我們使用的是9、5、3、1(最後的步長必須是1)。 工作原理是首先對相隔9-1個元素的所有內容排序,然後再使用同樣的方法對相隔5-1個元素的排序,以次類推。
#include <iostream.h>
void ShellSort(int* pData,int Count)
{
int step[4];
step[0] = 9;
step[1] = 5;
step[2] = 3;
step[3] = 1;
int i,Temp;
int k,s,w;
for(int i=0;i<4;i++)
{
k = step[i];
s = -k;
for(int j=k;j<Count;j++)
{
iTemp = pData[j];
w = j-k;//求上step個元素的下標
if(s ==0)
{
s = -k;
s++;
pData[s] = iTemp;
}
while((iTemp<pData[w]) && (w>=0) && (w<=Count))
{
pData[w+k] = pData[w];
w = w-k;
}
pData[w+k] = iTemp;
}
}
}
void main()
{
int data[] = {10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,-10,-1};
ShellSort(data,12);
for (int i=0;i<12;i++)
cout<<data[i]<<" ";
cout<<"\n";
}
呵呵,程序看起來有些頭疼。不過也不是很難,把s==0的塊去掉就輕松多了,這里是避免使用0 步長造成程序異常而寫的代碼。這個代碼我認為很值得一看。 這個演算法的得名是因為其發明者的名字D.L.SHELL。依照參考資料上的說法:「由於復雜的數學原因 避免使用2的冪次步長,它能降低演算法效率。」另外演算法的復雜度為n的1.2次冪。同樣因為非常復雜並 「超出本書討論范圍」的原因(我也不知道過程),我們只有結果了