实验内容
(1)活动安排问题
设有n个活动的集合E={1, 2, …, n},其中每个活动都要求使用同一资源,而在同一时间内只有一个活动能使用这一资源。每个活动i都有一个要求使用该资源的起始时间si和一个结束时间fi,且si <fi 。如果选择了活动i,则它在半开时间区间[si, fi)内占用资源。若区间[si, fi)与区间[sj, fj)不相交,则称活动i与活动j是相容的。 随机生成n个任务(n=8,16,32…),用贪心法求解,分析算法的时间复杂度,做出图像,横坐标为活动个数,纵坐标为执行时间。
(2)线段覆盖
问题描述:在一维空间中随机生成N(N=8,16,32…)条线段的起始坐标与终止坐标,要求求出这些线段一共覆盖了多大的长度(重叠区域只算一次)。分析算法的时间复杂度,画出算法的执行时间随N变化的曲线图。
实验结果
(1)活动安排问题
运行时间与n输入大小的曲线图
算法中将各个活动按照结束时间从小到大排序,时间复杂度为O(nlogn),依次考察每个活动,时间复杂度为O(n),算法的时间复杂度为O(nlogn)
(2)线段覆盖
运行时间由于输入个数的曲线图
算法中对线段进行按起点排序的时间复杂度是O(nlogn),依次对剩余线段进行判断时的时间复杂度时O(n),整个算法的时间复杂度应为O(nlogn)
源代码
活动安排问题
#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;
void sort(int n, int s[], int f[])//按照结束时间非递减排序
{
int a, b, i, j;
for (i = 0; i < n; i++)
for (j = i + 1; j < n; j++)
if (f[i] > f[j])
{
a = f[i]; f[i] = f[j]; f[j] = a;
b = s[i]; s[i] = s[j]; s[j] = b;
}
}
int Greedy(int n, int s[], int f[], bool B[])
{
B[1] = true;//将第一个活动先安排
int j = 1, count = 1; //count为被安排的节目个数
for (int i = 2; i <= n; i++)
{
if (s[i] >= f[j])//活动i与集合B中最后结束的活动相容
{
B[i] = 1;//安排活动i
j = i;
count++;
}
else
B[i] = 0;
}
return count;//返回已安排的活动个数
}
int main()
{
srand((unsigned int)time(NULL));
int a, b, n, i;
bool B[2048];
int s[2048], f[2048];
clock_t start, end;
cout << "输入n的大小:";
cin >> n;
for (i = 0; i < n; i++)
{
a = rand() % 1000 + 1;
b = rand() % 1000 + 1;
if (a > b)
{
f[i] = a;
s[i] = b;
}
else
{
s[i] = a;
f[i] = b;
}
}
start = clock();
for (i = 0; i < n; i++)
sort(n, s, f);
int g=Greedy(n, s, f, B);
cout << "活动安排的个数是:" << g << endl;
for (i = 1; i <= n; i++)
cout << B[i] << " ";
end = clock();
cout << endl;
cout << "安排活动耗时:" << double(end - start)*1000 / CLOCKS_PER_SEC<<" ms";
return 0;
}
线段覆盖
#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;
struct line//线段结构体
{
int start;
int end;
};
void sort(line l[], int n)//将线段按照大小排序
{
int i, j;
line temp, temp1;
for (i = 0; i < n; i++)
for (j = 0; j < n - i - 1; j++)
{
if (l[j].start > l[j + 1].start)
{//起点小的在前面
temp = l[j];
l[j] = l[j + 1];
l[j + 1] = temp;
}
if (l[j].start == l[j + 1].start && l[j].end > l[j + 1].end)
{//起点相同则终点小的在前面
temp1 = l[j];
l[j] = l[j + 1];
l[j + 1] = temp1;
}
}
}
int cover(line l[], int n, int length)
{
int i, len = length;
if (n == 1)//只有一个线段直接返回长度
return len;
for (i = 1; i < n; i++)
{
if (l[i].start >= l[i - 1].start && l[i].start <= l[i - 1].end && l[i].end >= l[i - 1].end)
len += l[i].end - l[i - 1].end;//线段长度增加两终点之差
else if (l[i].start >= l[i - 1].end)
len += l[i].end - l[i].start;//线段长度增加当前线段的长度
else if (l[i].start >= l[i - 1].start && l[i].end <= l[i - 1].end)
l[i].end = l[i - 1].end;//线段长度不增加
}
return len;
}
int main()
{
line l[16384];
int n, i, ln, length;
clock_t cstart, cend;
srand((unsigned)time(NULL));
cout << "输入线段的个数:";
cin >> n;
cstart = clock();
for (i = 0; i < n; i++)
{
l[i].start = rand() % 100 + 1;
l[i].end = rand() % 100 + 1;
}
sort(l, n);//对所有线段进行排序
ln = l[0].end - l[0].start;
length = cover(l, n, ln);//求线段覆盖的长度
cend = clock();
cout <<"线段覆盖长度:"<< length << endl;
cout << "耗时" << double(cend - cstart) * 1000 / CLOCKS_PER_SEC << " ms" << endl;
return 0;
}
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