算法设计:实验一分治与递归

news2024/9/20 14:36:22

【实验目的】

深入理解分治法的算法思想,应用分治法解决实际的算法问题。

【实验内容与要求】

设有n=2k个运动员要进行网球循环赛。现要设计一个满足以下要求的比赛日程表:

  1. 1.每个选手必须与其他n-1个选手各赛一次;
  2. 2.每个选手一天只能赛一次;
  3. 3.循环赛一共进行n-1天。按此要求可将比赛日程表设计成有n行和n列的一个表。表中第一列是选手编号,表中第i行和第j列(j>1)处填入第i个选手在第j天所遇到的选手。例如8个选手的日程表安排如右图所示。

要求:请设计算法,并采用C或C++语言编写程序实现上述功能,调试运行并对算法的时间复杂度进行分析。

【算法思想及处理过程】

分治法是一种解决问题的算法设计策略,其基本思想是将一个大问题分解成若干个规模较小且相互独立的子问题,然后分别解决这些子问题,最后将子问题的解合并起来得到原问题的解。其一般步骤包括:

1. 分解(Divide):将原问题分解成若干个规模较小的子问题,子问题的规模通常是原问题规模的一部分。

2. 解决(Conquer):递归地解决子问题。如果子问题足够小,则直接求解;否则,继续将子问题分解为更小的子问题。

3. 合并(Combine):将子问题的解合并起来,得到原问题的解。

在该问题中,使用分治法生成比赛日程表,其算法步骤如下:

1. 分解:将所有选手分成两组,每组包含一半的选手。这样就把原问题分解成了两个规模较小的子问题,即每个分组内的选手需要生成比赛日程表。

2. 解决:递归地对每个分组的选手生成比赛日程表。如果分组内的选手数量大于 2,则继续递归;否则,直接给出两位选手的比赛日程。

3. 合并:将子问题的解合并起来,即填充下半部分的日程表。根据上半部分的日程表填充下半部分,确保每个选手都能与其他所有选手进行一次比赛。

其下图为getday函数的流程图:

对于每对选手(i,j),它们的比赛日程被设置为i与j的初始日程加上一定的偏移量。这个偏移量是选手数量的一半,为了确保了在日程表中分布均匀。对于每对选手(i,j),它们的比赛日程被设置为i与j的初始日程加上一定的偏移量。这个偏移量是选手数量的一半,即half。因此,对于日程表中的每个元素sch[i][j],我们将其更新为sch[i][j] + half。

同时当n==2时数值也会运行数据整合这段程序,其中的herf值为1,所以设计的初始数组为[0][1],[1][0].

算法采用了递归来解决子问题,数据结构主要是二维数组来表示比赛日程表。通过递归分组和填充日程表,最终得到了完整的比赛日程表。

【程序代码】 

#include <stdio.h>

#define MAX_PLAYERS 128


void getday(int sch[MAX_PLAYERS][MAX_PLAYERS], int n) {
    // 递归结束条件:只剩下2个选手时
    if (n == 2) {
        sch[0][0] = 0;
        sch[0][1] = 1;
        sch[1][0] = 1;
        sch[1][1] = 0;
        return;
    }

    // 将所有选手分为两组
    int half = n / 2;
    int group1[half];
    int group2[half];
    int index = 0;
    int i,j; 
    for (i = 0; i < n; i++) {
        if (i < half) {
            group1[i] = i;
        } else {
            group2[index++] = i;
        }
    }

    // 递归地生成 
    getday(sch, half);
    getday(sch + half, half);


    for (i = 0; i < half; i++) {
        for (j = 0; j < half; j++) {
            sch[i + half][j] = sch[i][j] + half;
            sch[i][j + half] = sch[i][j] + half;
            sch[i + half][j + half] = sch[i][j];
        }
    }
}


void printSch(int sch[][MAX_PLAYERS], int n) {
    printf("比赛日程表:\n");
    int i,j;
    for (i = 0; i < n; i++) {
        for (j = 0; j < n; j++) {
            printf("%d ", sch[i][j] + 1); 
        }
        printf("\n");
    }
}

int main() {
    //printf("计算机224高宇浩202202372\n");
    int n;
    int flag = 0;
    while( flag == 0){
    	printf("请输入选手数量(2的幂次方):");
	    scanf("%d", &n);
	
	    if (n <= 1 || (n & (n - 1)) != 0) {
	        printf("选手数量必须为2的幂次方且大于1!\n");
	    }
	    else
	    	flag = 1 ;
	    
    }
    

    int sch[MAX_PLAYERS][MAX_PLAYERS] = {0}; 

    getday(sch, n);
    printSch(sch, n);

    return 0;
}

【运行结果】

【算法分析】

划分选手:这一步需要遍历一次所有选手,时间复杂度为 O(n),其中 n 为选手数量。

递归生成比赛日程表:每次递归都将选手数量减半,直到选手数量为 2,因此总共会进行 log₂(n) 次递归操作。

填充日程表:填充日程表的过程是一个双重循环,其中外层循环执行了 n/2 次,内层循环也执行了 n/2 次。因此填充日程表的时间复杂度为 O(n²)。

综上所述,该算法的时间复杂度主要由递归生成比赛日程表和填充日程表两个部分决定,而递归部分的时间复杂度为 O(log₂(n)),填充日程表部分的时间复杂度为 O(n²)。因此,总体时间复杂度为 O(n² * log₂(n))。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2083659.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

[Algorithm][综合训练][消减整数][最长上升子序列(二)][春游]详细讲解

目录 1.消减整数1.题目链接2.算法原理详解 && 代码实现 2.最长上升子序列(二)1.题目链接2.算法原理详解 && 代码实现 3.春游1.题目链接2.算法原理详解 && 代码实现 1.消减整数 1.题目链接 消减整数 2.算法原理详解 && 代码实现 解法&#x…

【Linux】POSIX版本 信号量

目录 信号量的基本操作 基于信号量和环形队列的生产消费模型 之前我们在System V版本的进程间通信说过信号量&#xff0c;这里我们说的是POSIX&#xff08;Portable Operating System Interface for uniX 可移植操作系统接口&#xff09;版本的并且会说的更加详细 我们之前对…

论文3解析(复现):六自由度机械臂轨迹规划研究-部分2

论文&#xff1a;六自由度机械臂轨迹规划研究&#xff0c;马强 上一篇&#xff0c;介绍了一些基础知识&#xff0c;那么接下来是这篇论文的核心部分&#xff0c;轨迹规划的事。 一般来说&#xff0c;轨迹规划有2种&#xff0c;一种是对于笛卡尔坐标系&#xff0c;一种是对于关…

nginx反向代理,负载均衡,动静分离

反向代理&#xff0c;负载均衡 nginx通常被用作后端服务器的反向代理&#xff0c;这样就可以很方便的实现动静分离以及负载均衡&#xff0c;从而大大提高服务器的处理能力。 nginx实现动静分离&#xff0c;其实就是在反向代理的时候&#xff0c;如果是静态资源&#xff0c;就…

Open3D mesh 去除噪点

目录 一、概述 1.1去除噪点的方法 1.2应用 二、代码实现 三、实现效果 3.1原始点云 3.2添加噪声的mesh Open3D点云算法汇总及实战案例汇总的目录地址&#xff1a; Open3D点云算法与点云深度学习案例汇总&#xff08;长期更新&#xff09;-CSDN博客 一、概述 在三维网格…

在 H100 GPU 上使用 Hugging Face Quanto 优化 AI 模型

基于 Transformer 的扩散模型日益完善&#xff0c;已被证明能够彻底改变文本到图像的生成方式。Transformer 的功能不仅能增强模型的可扩展性和性能&#xff0c;还会增加模型的复杂性。 在这种情况下&#xff0c;模型的复杂性越高&#xff0c;功耗和内存消耗也就越大。 例如&am…

《JavaEE进阶》----3.<SpringBoot项目创建细节大全+打jar包运行>

本篇博客讲解了 创建Spring Boot项目的各种方法及创建细节、还有项目中目录和代码的简单介绍、启动项目、换端口号、Web服务器简介、HTTP状态码、以及用Maven打jar包运行。 什么是Spring Spring让开发Java工程项目变得更快、更简单、更安全。 它专注于开发工程时的速度、简化…

Python在神经网络中优化激活函数选择使用详解

概要 在神经网络中,激活函数扮演着至关重要的角色。它的主要作用是引入非线性因素,使得神经网络能够处理复杂的非线性问题。如果没有激活函数,神经网络仅仅是线性模型的堆叠,无法胜任深度学习中的各种任务。本文将深入探讨几种常用的激活函数,包括Sigmoid、Tanh、ReLU及其…

【JVM】垃圾收集器与GC日志(二)

垃圾收集器与GC日志 ZGC收集器(Z Garbage Collector,全并发、超低延迟 10ms) ZGC是一款JDK11中新加入的具有实验性质的低延迟垃圾收集器&#xff0c;ZGC可以说源自于Azul System公司开发的C4(Concurrent Continuously Compacting Collector)收集器 参考文章&#xff1a;http…

5G 4G 空口信令APN携带差异

4G 终端在PDN connectivity request中access_pt_name中携带。 msg_type 208 (0xd0) (PDN connectivity request) lte_esm_msgpdn_connectivity_reqpdn_type 3 (0x3) (Ipv4v6)req_type 1 (0x1) (initial request)info_trans_flag_incl 0 (0x0)access_pt_name_incl 1 (0x1…

基于vue框架的财务室发票管理系统设计与实现946m1(程序+源码+数据库+调试部署+开发环境)系统界面在最后面。

系统程序文件列表 项目功能&#xff1a;财务,发票数据 开题报告内容 基于Vue框架的财务室发票管理系统设计与实现开题报告 一、开题报告名称 基于Vue框架的财务室发票管理系统设计与实现 二、研究背景与意义 在现代企业财务管理中&#xff0c;发票管理是一项至关重要的工…

源代码安全管理:深信达SDC沙盒防泄密软件的创新与应用

在数字化时代&#xff0c;源代码作为软件开发的核心资产&#xff0c;其安全性直接关系到企业的竞争力和市场地位。源代码的泄露不仅可能导致知识产权的损失&#xff0c;还可能引发安全漏洞&#xff0c;给企业带来不可估量的损害。因此&#xff0c;源代码安全管理成为了企业信息…

杰发科技AC7801——Flash模拟EEP内存(2)_备份

1. 默认配置在1000个地址存储1000个数据 配置如下 计算地址 查看地址内容&#xff0c;等到打印完成 计算符合&#xff0c;从0-999共计1000 2. 修改配置在65536地址存储65536个数据 配置还是这个 因为传进去的地址是uint16_t&#xff0c;因此最大值是65536&#xff0c;写65536…

大数据-106 Spark Graph X 计算学习 案例:1图的基本计算、2连通图算法、3寻找相同的用户

点一下关注吧&#xff01;&#xff01;&#xff01;非常感谢&#xff01;&#xff01;持续更新&#xff01;&#xff01;&#xff01; 目前已经更新到了&#xff1a; Hadoop&#xff08;已更完&#xff09;HDFS&#xff08;已更完&#xff09;MapReduce&#xff08;已更完&am…

代码随想录 刷题记录-19 动态规划(3)完全背包理论、习题

一、完全背包理论 52. 携带研究材料 有N种物品和一个最多能背重量为W的背包。第i件物品的重量是weight[i]&#xff0c;得到的价值是value[i] 。每件物品都有无限个&#xff08;也就是可以放入背包多次&#xff09;&#xff0c;求解将哪些物品装入背包里物品价值总和最大。 完…

(二) 初入MySQL 【数据库管理】

一、SQL语言分类 DDL&#xff1a;数据定义语言&#xff0c;用于创建数据库对象&#xff0c;如库、表、索引等 DML&#xff1a;数据操纵语言&#xff0c;用于对表中的数据进行管理,用来插入、删除和修改数据库中的数据 DQL&#xff1a;数据查询语言&#xff0c;用于从数据表中查…

Mybatis:基础巩固-DML

目录 一、概述二、新增三、修改四、删除 一、概述 DML语句主要用来完成对数据的增删改的操作。可以分为以下几类&#xff1a; 新增&#xff08;INSERT&#xff09;修改&#xff08;UPDATE&#xff09;删除&#xff08;DELETE&#xff09; 二、新增 INSERT INTO tb_user(name, …

【MySQL 14】用户管理

文章目录 &#x1f308; 一、用户管理⭐ 1. 用户信息⭐ 2. 创建用户⭐ 3. 修改密码⭐ 4. 删除用户 &#x1f308;二、数据库的权限⭐ 1. 权限列表⭐ 2. 查看权限⭐ 3. 授予权限⭐ 4. 回收权限 &#x1f308; 一、用户管理 MySQL 也会区分普通用户和超级用户。如果只是访问某一…

centos基础设置

1.设置网络 # 配置网络 vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 #将里面的onboard设置为yes 2.修改计算机名 使用命令行&#xff1a; 打开终端。 使用 hostnamectl 命令可以直接修改主机名。例如&#xff0c;如果您想将主机名更改为 mynewhostname&#xff0c;您可以使…

selenium(一)基于java、元素定位

Selenium自动化 Selenium是一个用于Web应用程序的自动化测试工具。它直接运行在浏览器中&#xff0c;可以模拟用户在浏览器上面的行为操作。 chrome下载 https://www.google.com/chrome/ 下载的结果是 “ChromeSetup.exe”&#xff0c;双击该文件&#xff0c;安装程序会自…