算法设计与分析习题解答1-6章

由于甲过桥时间最短,那么每次传递手电的工作应有甲完成 甲每次分别带着乙丙丁过桥 例如:

第一趟:甲,乙过桥且甲回来 第二趟:甲,丙过桥且甲回来 第一趟:甲,丁过桥 一共用时19小时

9.欧几里德游戏:开始的时候,白板上有两个不相等的正整数,两个玩家交替行动,每次行动时,当前玩家都必须在白板上写出任意两个已经出现在板上的数字的差,而且这个数字必须是新的,也就是说,和白板上的任何一个已有的数字都不相同,当一方再也写不出新数字时,他就输了。请问,你是选择先行动还是后行动?为什么?

设最初两个数较大的为a, 较小的为b,两个数的最大公约数为factor。

则最终能出现的数包括: factor, factor*2, factor*3, ..., factor*(a/factor)=a. 一共a/factor个。

如果a/factor 是奇数,就选择先行动;否则就后行动。

习题4

1. 分治法的时间性能与直接计算最小问题的时间、合并子问题解的时间以及子问题的个数有关,试说明这几个参数与分治法时间复杂性之间的关系。

2. 证明:如果分治法的合并可以在线性时间内完成,则当子问题的规模之和小于原问题的规模时,算法的时间复杂性可达到O(n)。

O(N)=2*O(N/2)+x

O(N)+x=2*O(N/2)+2*x

a*O(N)+x=a*(2*O(N/2)+x)+x=2*a *O(N/2)+(a+1)*x 由此可知,时间复杂度可达到O(n);

3.分治策略一定导致递归吗?如果是,请解释原因。如果不是,给出一个不包含递归的分治例子,并阐述这种分治和包含递归的分治的主要不同。

不一定导致递归。

如非递归的二叉树中序遍历。

这种分治方法与递归的二叉树中序遍历主要区别是:应用了栈这个数据结构。

4. 对于待排序序列(5, 3, 1, 9),分别画出归并排序和快速排序的递归运行轨迹。

归并排序:

第一趟:(5,3)(1,9); 第二趟:(3,5,1,9); 第三趟:(1,3,5,9);

快速排序:

第一趟:5( ,3,1,9);//5为哨兵,比较9和5 第二趟:5(1,3, ,9);//比较1和5,将1挪到相应位置; 第三趟:5(1,3, ,9);//比较3和5; 第四趟:(1,3,5,9);

5. 设计分治算法求一个数组中的最大元素,并分析时间性能。

//简单的分治问题

//将数组均衡的分为“前”,“后”两部分

//分别求出这两部分最大值,然后再比较这两个最大值

#include using namespace std;

extern const int n=6;//声明 int main() { int a[n]={0,6,1,2,3,5};//初始化 int mid=n/2; int num_max1=0,num_max2=0; for(int i=0;i<=n/2;++i)//前半部分 { if(a[i]>num_max1) num_max1=a[i]; } for(int j=n/2+1;jnum_max2) num_max2=a[j]; } if(num_max1>=num_max2) cout<<\数组中的最大元素: \ else

cout<<\数组中的最大元素: \ return 0; }

时间

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