算法设计与分析实验二贪心算法

实验2、《贪心算法实验》

一、实验目的

了解贪心算法思想
掌握贪心法典型问题，如背包问题、作业调度问题等。

二、实验内容

编写一个简单的程序，实现单源最短路径问题。
编写一段程序，实现找零。
【问题描述】当前有面值分别为2角5分，1角，5分，1分的硬币，请给出找n分钱的最佳方案（要求找出的硬币数目最少）。
编写程序实现多机调度问题
【问题描述】要求给出一种作业调度方案，使所给的n个作业在尽可能短的时间内由m台机器加工处理完成。约定，每个作业均可在任何一台机器上加工处理，但未完工前不允许中断处理。作业不能拆分成更小的子作业。

三、算法思想分析

初始化将源点设计为红点集，其余点设计为蓝点，重复选择蓝点集中与源点路径最短的点加入红点集，更新剩余的蓝点集路径，直至蓝点集为空或者只剩下没有连通的点，那么源点到其余所有点的最短路径就出来了。
找零问题是典型的贪心问题，但是并不代表所有的找零都能用贪心算法找到最优解。只有满足贪心选择性质的找零才能找到最优解，本题满足贪心选择性质，直接先一直选面值最大的硬币，再一次减小即可。
先对作业按时长进行重排序，再依次找目前用时最短的机器安排工作并加上对应时长，最后总时长为机器中用时最长的那个时长。

四、实验过程分析

单源最短路径的算法思想并不难，但是在实际编码过程中还是有很多小问题需要注意，首先，一定要新建数组存储路径变化，因为后面计算路径时会用到原数组，如果直接在原数组上更改后面就找不到原数据了，那么就会出现偏差。其次就是建议先写个伪代码，判断的if-else语句比较多，容易搞混，在代码中一定要及时备注，某些代码的功能是什么，不然再次看代码时需要思考很久甚至忘记。
找零问题直接用while循环或者不断取余取模即可解决。
作业调度问题大致分为三步，一是排序，二是不断找最短时长的机器安排作业，三是找最长时间为作业完成时间。

五、算法源代码及用户屏幕

1.（1）算法源码

/**********************
单源最短路径问题。
codeblocks C++2018.10.26
**********************/
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;int main()
{   //原始带权有向图int a[5][5] = {{0,10,-1,30,100},{-1,0,50,-1,-1},{-1,-1,0,-1,10},{-1,-1,20,0,60},{-1,-1,-1,-1,0}};//单源最短路径图int b[5][5] = {{0,10,-1,30,100},{0,0,0,0,0},{0,0,0,0,0},{0,0,0,0,0},{0,0,0,0,0}};//创建数组红蓝点集int red[5] = {0,-1,-1,-1,-1};int red_N = 0;int blueToRed = 0;int blue[5] = {-1, 1, 2, 3, 4};int blue_N = 0;for(int i=0; i<5-1; i++){//从蓝点集中选出与源点最短路径的蓝点//初始化随机蓝点int blue_min;for(int j=0; j<5; j++){if(blue[j]>=0)blue_min = j;}for(int j=0; j<5; j++){if(blue[j]>0 && b[i][j]>=0 && b[i][j]<b[i][blue_min]){//blue[j]>0表示j是蓝点，a[i][j]>0表示i,j两点连通blue_min = j;}}//将蓝点集中与源点最短路径的点加入到红点集red[++red_N] = blue_min;//将该点从蓝点集中去除blue[blue_min] = -1;//更改加入后的数据for(int j=0; j<5; j++){//判断j点是否为蓝点if(blue[j]>=0){   //j是蓝点if(a[blue_min][j]>0){   //新加入的蓝点与j点连通if(b[i][j]<0){      //上一步i,j两点不连通b[i+1][j] = b[i][blue_min]+a[blue_min][j];}//上一步i,j两点连通且加起来路径比原来短else if(b[i][blue_min] + a[blue_min][j] < b[i][j]){b[i+1][j] = b[i][blue_min]+a[blue_min][j];}else{   //上一步i,j两点连通但加起来路径比原来长b[i+1][j] = b[i][blue_min]+a[blue_min][j];}}else{   //新加入蓝点与j点不连通b[i+1][j] = b[i][j];}}else{   //j不是蓝点b[i+1][j] = b[i][j];}}}//输出原始带权有向图的邻接矩阵图cout<<"Original:"<<endl;//输出第一行cout<<setw(3)<<" ";for(int i=0; i<5; i++)cout<<setw(3)<<i;cout<<endl;for(int i=0; i<5; i++){//输出行号点数cout<<setw(3)<<i;for(int j=0; j<5; j++){cout<<setw(3)<<a[i][j];}cout<<endl;}cout<<endl;//输出最终结果cout<<"Changed:"<<endl;//输出第一行cout<<setw(3)<<" ";for(int i=0; i<5; i++)cout<<setw(3)<<i;cout<<endl;for(int i=0; i<5; i++){//输出行号点数cout<<setw(3)<<i;for(int j=0; j<5; j++){cout<<setw(3)<<b[i][j];}cout<<endl;}return 0;
}

（2）用户屏幕

2.（1）算法源码

/**********************************
实现面值分别为2角5分，1角，5分，1分的硬币找零
codeblocks  C++2018.10.26
**********************************/
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int number;int remain;  //记录剩下的数额cout<<"Please enter the amount of change you want (in cents)：";cin>>number;//建立a数组保存已有面值硬币，单位为分double a[4]={25,10,5,1};//建立b数组保存找回每个硬币的数量double b[4]={0,0,0,0};for(int i=0;i<4;i++){int x = 0;   //记录硬币数量while(number>=a[i]){x++;number -= a[i];}b[i] = x;}cout<<"25 cents: "<<b[0]<<endl;cout<<"10 cents: "<<b[1]<<endl;cout<<"5  cents: "<<b[2]<<endl;cout<<"1  cents: "<<b[3]<<endl;return 0;
}

（2）用户屏幕

3.（1）算法源码

/********************************
多机调度问题。
codeblocks C++2018.10.26
********************************/
#include <iostream>
using namespace std;int shortestTime(int b[],int machines);
int longestTime(int b[],int machines);
void quicksort(int a[],int left,int right);
int _partition(int a[],int left,int right);int main()
{//用户输入作业、机器数量，每个作业完成时长int n;cout<<"Please enter the number of jobs：";cin>>n;int a[n];cout<<"Please enter the completion time for each job："<<endl;for(int i=0;i<n;i++){cin>>a[i];}//对作业进行重排序quicksort(a,0,n);int machine;cout<<"Please enter the number of machines：";cin>>machine;int b[machine];for(int i=0;i<machine;i++)b[i] = 0;int shortT;//找到目前最短时长的机器并安排作业for(int i=n-1;i>=0;i--){shortT = shortestTime(b,machine);b[shortT] += a[i];}int longT;longT = longestTime(b,machine);cout<<"Total processing time："<<b[longT]<<endl;return 0;
}//快速排序算法
void quicksort(int a[],int left,int right){int q;if(left<right){q=_partition(a,left,right);  //分解quicksort(a,left,q);         //排序quicksort(a,q+1,right);}
}
int _partition(int a[],int left,int right){//p,q分别代表left，rightint p,q;p=left;q=right;//将关键数据暂时存储到变量中，空出a[p]的位置int s = a[p];while(p<q){//从右端开始找，直到找到一个数小于s,然后赋值给a[p]while(p<q && a[q]>=s)q--;if(p<q)a[p]=a[q];//从左端开始找，直到找到一个数大于s，然后将值赋给a[q]while(p<q && a[p]<=s)p++;if(p<q)a[q]=a[p];}a[p]=s;return p;
}//寻找最短时间
int shortestTime(int b[],int machines){int flag = 0;int small = b[flag];for(int i=0;i<machines;i++){if(b[i]<small){small = b[i];flag = i;}}return flag;
}
//寻找最长时间
int longestTime(int b[],int machines){int flag = 0;int longest = b[flag];for(int i=0;i<machines;i++){if(b[i]>longest){longest = b[i];flag = i;}}return flag;
}

（2）用户屏幕

算法设计与分析实验二贪心算法相关推荐

算法设计与分析实验三贪心算法
一. 实验目的和要求 1.掌握贪心算法的基本思想. 2.学习利用贪心算法设计和实现算法的方法. 3.了解利用替换法证明贪心策略是否能获得全局最优解的过程. 4.熟练掌握贪心算法在两个典型图搜索中的应用 ...
深大算法设计与分析实验二——分治法求最近点对问题
源代码: 深大算法设计与分析实验二--分治法求最近点对问题代码-C/C++文档类资源-CSDN下载目录实验问题一.实验目的: 二.内容: 三.算法思想提示产生不重复的随机点算法: 蛮力算法: ...
算法设计与分析实验二分治法求解最近点对问题
分治法求解最近点对问题一.实验目的与要求 1.实验基本要求 2.实验亮点二.实验内容与方法三.实验步骤与过程 (一)一些准备工作 1.实验流程 2.数据生成与去除重复点 (二)暴力穷举法 1.算 ...
算法设计与分析实验三动态规划算法
实验3.<动态规划算法实验> 一.实验目的掌握动态规划方法贪心算法思想掌握最优子结构原理了解动态规划一般问题二.实验内容编写一个简单的程序,解决0-1背包问题.设N=5,C=10 ...
算法设计与分析实验二：动态规划法实现TSP问题和0/1背包问题
[实验目的] 1.熟练掌握动态规划思想及教材中相关经典算法. 2.使用动态规划法编程,求解0/1背包问题和TSP问题. TSP问题一.实验内容: TSP问题是指旅行家要旅行n个城市,要求每个城市经历 ...
算法设计与分析 - 磁带存储程序 - 贪心算法（java实现）
题目描述: 设有n个程序{1,2,...,n}要存放在长度为L的磁带上.程序i存放在磁带上的长度是li,1<=i<=n. 程序存储问题要求确定这n个程序在磁带上的一个存储方案,使得能够在磁 ...
太原理工大学linux与python编程r实验报告_太原理工大学算法设计与分析实验报告...
<太原理工大学算法设计与分析实验报告>由会员分享,可在线阅读,更多相关<太原理工大学算法设计与分析实验报告(12页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. 1.本科实验报告课程名称: ...
算法设计与分析实验指导（完整版）
算法设计与分析实验指导文章目录算法设计与分析实验指导 1. 快速排序及第k小数 1.1 快速排序 1.1.1 Implementation 1 1.1.2 算法特性分析 1.1.3 Improve ...
计算机算法设计与分析动态规划实验报告,动态规划法解最长公共子序列(计算机算法设计与分析实验报告).doc...
动态规划法解最长公共子序列(计算机算法设计与分析实验报告) 实报告实验名称:任课教师::姓名:完成日期:二.主要实验内容及要求: 要求按动态规划法原理求解问题: 要求交互输入两个序列数据: 要求 ...

算法设计与分析实验二贪心算法

实验2、《贪心算法实验》

一、实验目的

二、实验内容

三、算法思想分析

四、实验过程分析

五、算法源代码及用户屏幕

算法设计与分析实验二贪心算法相关推荐

最新文章

热门文章

算法设计与分析 实验二 贪心算法

实验2、《贪心算法实验》

一、实验目的

二、实验内容

三、算法思想分析

四、实验过程分析

五、算法源代码及用户屏幕

算法设计与分析 实验二 贪心算法相关推荐

最新文章

热门文章

算法设计与分析实验二贪心算法

算法设计与分析实验二贪心算法相关推荐