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算法设计与分析详细设计说明书

算法设计与分析详细设计说明书
算法设计与分析详细设计说明书

高校医务收费管理系统研究项目详细设计

第一部分、引言

1.1编写目的

本说明在概要设计的基础上,对高校医务收费管理系统研究项目的各模块、程序、子系统分别进行了实现层面上的要求和说明。根据概要设计说明书中的设计内容,编写详细设计说明书,为开发过程提供系统处理过程的详细说明,使系统开发各类技术人员对整个系统所需实现的功能以及系统的功能模块的划分、实现和数据库的表结构清楚的认识,为整个系统的开发、测试、评定和移交的提供基础,本报告一旦确认后将成为系统开发各类技术人员共同遵守的准则,并为以后的编程工作提供依据。

软件开发小组的产品实现成员应该阅读和参考本说明进行代码的编写、测试。

1.2背景

说明:

A、软件系统的名称:高校医务收费管理系统研究项目

B、任务提出者:高校医务人员

开发者:医务收费系统开发小组

实现完成的系统将在高校医务收费的诊断室、门诊、住院部使用,所应用的网络系统是该系统的内部局域网。

C、本系统将是独立的系统,目前不与高校医务收费的财务系统和其他资料系统提

供接口,所产生的输出都是独立的。

本系统将使用SQL Server 2000作为数据库存储系统,SQL Server 2000企业版将由高校医务收费自行购买。

1.3定义

IPO图——输入/处理/输出图,一般用来描述一个程序的功能和机制;

VB语言:1991年,美国微软公司推出了Visual Basic(可简称VB),目前的最新版本是VB 2005(VB8)中文版。Visual 意即可视的、可见的,指的是开发像windows操作系统的图形用户界面(Graphic User Interface,GUI)的方法,它不需要编写大量代码去描述界面元素的外观和位置,只要把预先建立好的对象拖放到屏幕上相应的位置即可。SQL全称是“结构化查询语言(Structu red Query Language)”,最早的是IBM的圣约瑟研究实验室为其关系数据库管理系统SYSTEM R开发的一种查询语言,它的前身是SQUARE语言。SQL语言结构简洁,功能强大,简单易学,所以自从IBM公司1981年推出以来,SQL语言,得到了广泛的应用。医务收费系统:医务收费是帮助医务人员、医务工作人员对医务收费管理软件。

1.4参考资料

相关的文件包括:

A、《高校医务收费高校医务收费管理系统研究项目可行性研究报

告》;

B、《高校医务收费高校医务收费管理系统研究项目概要设计》;

参考资料:

①杨晶《VB程序设计教程与实训》北京-科学出版社 2006

②张海潘《软件工程》北京清华大学出版版社 2003

③李昭原《数据库原理与应用》科学出版社 2002

④徐兰芳, 彭冰《数据库设计与实现》上海-上海交通大学出版社 2006

⑤ (美)Wendy Boggs 《UML与Rational Rose 2002从入门到精通》邱仲潘等译北京-电子工业出版社 2002

⑥《金华市发达装配厂库存管理系统KCGL》的可行性分析

⑦《中华人民共和国国家标准UDC 681.3》

⑧《计算机软件产品开发文件编制指南GB 8567-88》

第二部分、程序系统的结构

2.1系统结构

在概要设计中,系统的在结构描述纵向上划分为三个层次,横向上划分为九个相对独立的模块,如图1和图2。

图2:系统横向模块划分

2.2 UML系统建模

对于本系统,主要使用UML中的用例图、时序图和协作图来进行系统分析,帮助开发人员了解系统功能与系统流程。

2.2.1 UML用例视图描述

首先确定医务收费系统中的角色。

1.角色(Actors)的确定

在医务收费系统中,可以归纳出来的主要问题是:

(1)病人要看病;

(2)挂号操作员提供挂号服务;

(3)医生提供病人看病服务;

(4)收费操作员提供门诊病人划价收费服务,并将信息输入到系统;

(5)取药员负责取药给病人;

(6)住院登记操作员提供住院登记服务,并将信息输入到系统;

(7)系统维护员提供系统相关的维护服务。

由于医生与病人打交道,给病人诊断病情、开药方等服务,并没有直接与系统发生交互,与系统的交互是通过划价收费操作员来进行的,因此可以将医生与划价收费操作员这两个对象用一个操作员的角色代替,即认为划价收费操作员在所有病人看病的过程中直接向病人提供服务,并根据服务业务流程对系统进行操作。这样不妨碍系统的功能实现。同样,取药操作员并没有直接和系统发生交互,可以不用一个单独的角色。

从以上的分析中,可以创建以下角色:

(1)病人;

(2)挂号操作员;

(3)收费操作员;

(4)药品管理员;

(5)系统维护员。

在Rational Rose的Use Case View中建立角色如图3所示。

图3 在Use Case View中创建角色

2.创建用例(Use Cases)

医院信息系统根据业务流程可以分为以下的几个用例:

(1)病人挂号;

(2)挂号服务;

(3)病人看病;

(4)病人交费取药;

(5)病人按处方配药;

(6)收费操作员划价扣费配药;

(7)分发药品;

(8)维护基本信息;

(9)用户注册;

(10)登录验证。

在Rational Rose的Use Case View中创建用例(Use Cases)如图4所示。

图4 在Use Case View中创建用例

3.创建角色(Actor)与用例(Use Case)关系图

Actor和Use Case之间存在的关联关系通常涉及到Actor和Use Case之间的通信关联关系。

(1)病人的Use Cases关系图如图5所示。

图5 病人的用例关系图

(2)挂号操作员的Use Cases关系图如图6所示。

挂号操作员

(from

Actors)

图6 挂号操作员的用例关系图

(3)收费操作员用例的Use Cases关系图如图7所示。

Actors)

图7 收费操作员用例关系图(4)药品管理员的Use Cases关系图如图8所示。

图8 药品管理员的用例关系图(5)系统维护员的Use Cases关系图如图9所示。

系统维护员

(from Actors)

图9 系统维护员的用例关系图

考研数据结构必须掌握的知识点与算法-打印版

《数据结构》必须掌握的知识点与算法 第一章绪论 1、算法的五个重要特性(有穷性、确定性、可行性、输入、输出) 2、算法设计的要求(正确性、可读性、健壮性、效率与低存储量需求) 3、算法与程序的关系: (1)一个程序不一定满足有穷性。例操作系统,只要整个系统不遭破坏,它将永远不会停止,即使没有作业需要处理,它仍处于动态等待中。因此,操作系统不是一个算法。 (2)程序中的指令必须是机器可执行的,而算法中的指令则无此限制。算法代表了对问题的解,而程序则是算法在计算机上的特定的实现。 (3)一个算法若用程序设计语言来描述,则它就是一个程序。 4、算法的时间复杂度的表示与计算(这个比较复杂,具体看算法本身,一般关心其循环的次数与N的关系、函数递归的计算) 第二章线性表 1、线性表的特点: (1)存在唯一的第一个元素;(这一点决定了图不是线性表) (2)存在唯一的最后一个元素; (3)除第一个元素外,其它均只有一个前驱(这一点决定了树不是线性表) (4)除最后一个元素外,其它均只有一个后继。 2、线性表有两种表示:顺序表示(数组)、链式表示(链表),栈、队列都是线性表,他们都可以用数组、链表来实现。 3、顺序表示的线性表(数组)地址计算方法: (1)一维数组,设DataType a[N]的首地址为A0,每一个数据(DataType类型)占m个字节,则a[k]的地址为:A a[k]=A0+m*k(其直接意义就是求在数据a[k]的前面有多少个元素,每个元素占m个字节) (2)多维数组,以三维数组为例,设DataType a[M][N][P]的首地址为A000,每一个数据(DataType 类型)占m个字节,则在元素a[i][j][k]的前面共有元素个数为:M*N*i+N*j+k,其其地址为: A a[i][j][k]=A000+m*(M*N*i+N*j+k); 4、线性表的归并排序: 设两个线性表均已经按非递减顺序排好序,现要将两者合并为一个线性表,并仍然接非递减顺序。可见算法2.2 5、掌握线性表的顺序表示法定义代码,各元素的含义; 6、顺序线性表的初始化过程,可见算法2.3 7、顺序线性表的元素的查找。 8、顺序线性表的元素的插入算法,注意其对于当原来的存储空间满了后,追加存储空间(就是每次增加若干个空间,一般为10个)的处理过程,可见算法2.4 9、顺序线性表的删除元素过程,可见算法2.5 10、顺序线性表的归并算法,可见算法2.7 11、链表的定义代码,各元素的含义,并能用图形象地表示出来,以利分析; 12、链表中元素的查找 13、链表的元素插入,算法与图解,可见算法2.9 14、链表的元素的删除,算法与图解,可见算法2.10 15、链表的创建过程,算法与图解,注意,链表有两种(向表头生长、向表尾生长,分别用在栈、队列中),但他们的区别就是在创建时就产生了,可见算法2.11 16、链表的归并算法,可见算法2.12 17、建议了解所谓的静态单链表(即用数组的形式来实现链表的操作),可见算法2.13 18、循环链表的定义,意义 19、循环链表的构造算法(其与单链表的区别是在创建时确定的)、图解

算法设计与分析 吕国英 习题答案第四章

算法设计与分析(第二版)主编:吕国英 习题答案 第四章 1. #include int main(void) { int buf[100]; int n; int i,j,k; scanf("%d",&n); for(i=0;i=10) { buf[j+1]+=buf[j]/10; buf[j]=buf[j]%10; } } for(i=n-1;i>=0;i--) printf("%d",buf[i]); printf("\n"); return 0; } 2. #include int main(void) { int n=2; int i;

for(i=1;i<=9;i++) { n=(n+2)*2; } printf("%d\n",n); return 0; } 3. #include int main(void) { int a=54; int n; int m; printf("计算机先拿3张牌\n"); a=a-3; while(a>=0) { printf("还剩%d张牌\n",a); printf("你拿几张?请输入:"); scanf("%d",&n); if(n>4||n<1||n>a) { printf("错误!重新拿牌\n"); continue; } a=a-n; printf("还剩%d张牌\n",a); if(a==0) break; m=5-n; printf("计算机拿%d\n",m); a=a-m; } return 0; } 4. #include int d; int a1,a2; int fun(int n); int main(void) { int n;

最新算法设计与分析复习要点(1)

算法设计与分析的复习要点 第一章:算法问题求解基础 算法是对特定问题求解步骤的一种描述,它是指令的有限序列。 一.算法的五个特征: 1.输入:算法有零个或多个输入量; 2.输出:算法至少产生一个输出量; 3.确定性:算法的每一条指令都有确切的定义,没有二义性; 4.可行性:算法的每一条指令必须足够基本,它们可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现; 5.有穷性:算法必须总能在执行有限步之后终止。 二.什么是算法?程序与算法的区别 1.笼统地说,算法是求解一类问题的任意一种特殊的方法;较严格地说,算法是对特定问题求解步骤的一种描述,它是指令的有限序列。 2.程序是算法用某种程序设计语言的具体实现;算法必须可终止,程序却没有这一限制;即:程序可以不满足算法的第5个性质“有穷性”。 三.一个问题求解过程包括:理解问题、设计方案、实现方案、回顾复查。 四.系统生命周期或软件生命周期分为: 开发期:分析、设计、编码、测试;运行期:维护。 五.算法描述方法:自然语言、流程图、伪代码、程序设计语言等。 六.算法分析:是指对算法的执行时间和所需空间的估算。算法的效率通过算法分析来确定。 七.递归定义:是一种直接或间接引用自身的定义方法。一个合法的递归定义包括两部分:基础情况和递归部分; 基础情况:以直接形式明确列举新事物的若干简单对象; 递归部分:有简单或较简单对象定义新对象的条件和方法 八.常见的程序正确性证明方法: 1.归纳法:由基础情况和归纳步骤组成。归纳法是证明递归算法正确性和进行算法分析的强有力工具; 2.反证法。 第二章:算法分析基础 一.会计算程序步的执行次数(如书中例题程序2-1,2-2,2-3的总程序步数的计算)。二.会证明5个渐近记法。(如书中P22-25例2-1至例2-9) 三.会计算递推式的显式。(迭代法、代换法,主方法) 四.会用主定理求T(n)=aT(n/b)+f(n)。(主定理见P29,如例2-15至例2-18)五.一个好的算法应具备的4个重要特征: 1.正确性:算法的执行结果应当满足预先规定的功能和性能要求; 2.简明性:算法应思路清晰、层次分明、容易理解、利于编码和调试; 3.效率:算法应有效使用存储空间,并具有高的时间效率; 4.最优性:算法的执行时间已达到求解该类问题所需时间的下界。 六.影响程序运行时间的主要因素: 1.程序所依赖的算法; 2.问题规模和输入数据规模; 3.计算机系统性能。 七.1.算法的时间复杂度:是指算法运行所需的时间;

算法设计与分析习题解答

第一章作业 1.证明下列Ο、Ω和Θ的性质 1)f=Ο(g)当且仅当g=Ω(f) 证明:充分性。若f=Ο(g),则必然存在常数c1>0和n0,使得?n≥n0,有f≤c1*g(n)。由于c1≠0,故g(n) ≥ 1/ c1 *f(n),故g=Ω(f)。 必要性。同理,若g=Ω(f),则必然存在c2>0和n0,使得?n≥n0,有g(n) ≥ c2 *f(n).由于c2≠0,故f(n) ≤ 1/ c2*f(n),故f=Ο(g)。 2)若f=Θ(g)则g=Θ(f) 证明:若f=Θ(g),则必然存在常数c1>0,c2>0和n0,使得?n≥n0,有c1*g(n) ≤f(n) ≤ c2*g(n)。由于c1≠0,c2≠0,f(n) ≥c1*g(n)可得g(n) ≤ 1/c1*f(n),同时,f(n) ≤c2*g(n),有g(n) ≥ 1/c2*f(n),即1/c2*f(n) ≤g(n) ≤ 1/c1*f(n),故g=Θ(f)。 3)Ο(f+g)= Ο(max(f,g)),对于Ω和Θ同样成立。 证明:设F(n)= Ο(f+g),则存在c1>0,和n1,使得?n≥n1,有 F(n) ≤ c1 (f(n)+g(n)) = c1 f(n) + c1g(n) ≤ c1*max{f,g}+ c1*max{f,g} =2 c1*max{f,g} 所以,F(n)=Ο(max(f,g)),即Ο(f+g)= Ο(max(f,g)) 对于Ω和Θ同理证明可以成立。 4)log(n!)= Θ(nlogn)

证明: ?由于log(n!)=∑=n i i 1 log ≤∑=n i n 1 log =nlogn ,所以可得log(n!)= Ο(nlogn)。 ?由于对所有的偶数n 有, log(n!)= ∑=n i i 1 log ≥∑=n n i i 2 /log ≥∑=n n i n 2 /2/log ≥(n/2)log(n/2)=(nlogn)/2-n/2。 当n ≥4,(nlogn)/2-n/2≥(nlogn)/4,故可得?n ≥4,log(n!) ≥(nlogn)/4,即log(n!)= Ω(nlogn)。 综合以上两点可得log(n!)= Θ(nlogn) 2. 设计一个算法,求给定n 个元素的第二大元素,并给出算法在最坏情况下使用的比较次数。(复杂度至多为2n-3) 算法: V oid findsecond(ElemType A[]) { for (i=2; i<=n;i++) if (A[1]

算法设计与分析复习资料1

一 1.循环赛日程表问题的相关叙述。 2.算法运行时所需要占用的存储空间有? 3.动态规划法的求解步骤 4.解空间树是排列树的问题有。 5.分治法的步骤 6.就会场安排问题,贪心法的最佳贪心策略 7.快速排序法基准元素的选取方法 8.满足满m叉树的问题有? 9.分支限界法的解题步骤 10.事前分析法相关的影响因素有 11.用分治法求解的问题一般需要具备一些特征,主要有? 二 1.给定一个有向带权图G=(V,E),其中每条边的权是一个非负实数,另外,给定V中的一个顶点,称为源点。现在要计算从源点到所有其它各个顶点的最短路径长度,这里的路径长度是指路径上经过的所有边上的权值之和,这个问题通常称为单源最短路径问题。 2.采用回溯法可以求解0-1背包问题,其解空间的形式为:(x1,x2,…,xn)或n 元组。 3.当所给的问题是从n个元素的排列中找出满足某种性质的一个排列时,相应的解空间树称为排列树。 4.一个正在生成孩子的结点称为扩展结点。 5.子集树是用回溯法解题时经常遇到的一种典型的解空间树。当所给的问题是从n个元素组成的集合S中找出满足某种性质的一个子集时,相应的解空间树称为子集树。 6.当所给问题的n个元素中每一个元素均有m种选择,要求确定其中的一种选择,使得对这n个元素的选择结果组成的向量满足某种性质,即寻找满足某种特性的n个元素取值的一种组合,这类问题的解空间树称为满m叉树。 7.一个自身已生成但其孩子还没有全部生成的结点称为活结点 8.回溯法中,对于问题的一个实例,解向量满足显约束的所有n元组构成了该实例的一个解空间 9.分支限界法有两种:队列式分支限界法和优先队列式分支限界法。 10.分支限界法采用的是宽度优先搜索。 11.时间复杂性的度量方法通常有两种:事后统计法和事前分析估算法 12.一个所有孩子已经生成的结点称做死结点 13.在最小生成树的生成方法中,Kruskal算法从边的角度出发,每一次将图中的权值最小的边取出来,在不构成环的情况下,将该边加入最小生成树。 三 1.分治法字面上的解释是分而治之,就是把一个复杂的问题分成两个或更多的相同子问题,子问题相互独立,如果子问题还是不容易解决,再把子问题分成更小的子问题…,直到最后各个子问题可以简单地直接求解,对各个子问题递归求解,将子问题的解进行合并即得原问题的解。 2.动态规划法要求将大问题分解成规模较小的子问题,经分解得到的各个子问题往往不是相互独立的。在求解过程中,将已解决的子问题的解进行保存,在需要时可以轻松找出。采

算法设计与分析考试重点归纳

算法设计考试重点整理 题型: 一选择题(10*2=20 分) 二简答题(4*5=20 分) 三应用题(3*10=30 分) 四算法题(3*10=30 分) 第一、二章 算法的定义:解某一特定问题的一组有穷规则的集合(对特定问题求解步骤的一种描述,是指令的有限序列) 算法的特征:1)有限性 2)确定性 3)输入 4)输出 5)能行性 算法分析的目的: 基本数据结构: 线性结构(元素之间是一对一的关系) 用顺序存储结构存储的线性表称为顺序表 用链式存储结构存储的线性表称为链表。 树形结构(元素之间是一对多的关系) 图(网)状结构(元素之间是多对多的关系) 栈:是一种只允许在表的一端进行插入或删除操作的线性表。允许进行插入、删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底。当栈中没有数据元素时,称之为空栈。栈的插入操作称为进压栈,删除操作称为出栈。 队列:只允许在一端进行插入操作,在另一端进行删除操作的线性表。允许进行插入操作的一端称为队尾。允许进行删除操作的一端称为队头。当队列中没有数据元素时,称之为空队列。队列的插入操作称为进队或入队。队列的删除操作称为退队或出队。 树:树型结构是一种非线性结构,它用于描述数据元素之间的层次关系图 图:G=(V,E)是一个二元组

其中:V是图G中数据元素(顶点)的非空有限集集合 E是图G中关系的有限集合 由表达式求渐进表达式:例:(n2+n)/4 n2/4(增长速率最快的那一项) 时间复杂度的计算:(P23) 性能的比较:O(1) < O(log2n) < O(n) < O(nlog2n) =O(nlogn)< O(n2) < O(n3) < O(n k) < O(2n) 第三章 算法思想、稳定性、时间复杂度、应用、排序的移动次数: 希尔排序(数据结构P265):先将待排序列分割为若干个子序列分别进行直接插入排序;待整个序列基本有序时,再对全体记录进行一次直接插入排序。也称缩小增量的直接插入排序。 希尔排序的时间复杂度在O(nlog2n)和 O(n2)之间,大致为O 合并排序(P59):设初始序列含有n个记录,则可看成n个表长为1的有序表将这n个有序表两两合并,则可得n/2个表长为2的有序表再将这n/2个有序表两两合并,则可得n/4个长为4的有序表依次重复,直到对2个表长为n/2的有序表两两合并得1个表长为n的有序表为止。 堆排序、堆调整(P62): 初始时把要排序的n个数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树(一维数组存储二叉树),调整它们的存储序,使之成为一个堆,将堆顶元素输出,得到n 个元素中最小(或最大)的元素,这时堆的根节点的数最小(或者最大)。然后对前面(n-1)个元素重新调整使之成为堆,输出堆顶元素,得到n 个元素中次小(或次大)的元素。依此类推,直到只有两个节点的堆,并对它们作交换,最后得到有n个节点的有序序列。 基数排序(P71):不进行记录关键字的比较,借助多关键字排序的思想对单逻辑关键字进行排序。 算法时间复杂度稳定性 希尔排序 O不稳定 快速排序 O(nlogn)不稳定

算法设计与分析复习要点

·算法是指解决问题的方法和过程。算法是由若干条指令组成的有穷序列。 ·算法特性:输入、输出、确定性、有限性(执行时间和执行次数)(有五个空再加上可行性)。 ·程序是算法用某种程序设计语言的具体实现,程序可不满足有限性的特性。 ·程序调试只能证明程序有错,不能证明程序无错误! ·算法复杂性= 算法所需要的计算机资源。 ·算法的复杂性取决于:(1)求解问题的规模N;(2)具体的输入数据I;(3)算法本身的设计A。·可操作性最好且最有实际价值的是最坏情况下的时间复杂性。 第二章递归与分治策略 二分搜索技术:O(logn)大整数乘法:O(n log3)=O(n1.59)Strassen矩阵乘法:O(n log7)=O(n2.81) 棋盘覆盖:O(4k)合并排序和快排:O(nlogn)线性时间选择:O(n) 最接近点对问题:O(nlogn) 循环赛日程表:O(n2) ·分治法思想:将一个难以解决的问题分割成一些规模较小的相同问题,以便逐个击破,分而治之。边界条件与递归方程是递归函数的两大要素。 递归优点:结构清晰,可读性强,而且容易用数学归纳法来证明算法的正确性,因此它为设计算法、调试程序带来很大方便。缺点:递归算法的运行效率较低,无论是耗费的计算时间还是占用的存储空间都比非递归算法要多。 ·分治法时间复杂度分析:T(n)<= O(1) n=n0 aT(n/b)+f(n) n>n0 若递归方式为减法:T(n) = O(a n) 若递归方式为除法: f(n)为合并为原问题的开销:f(n)为常数c时:T(n)=O(n p) f(n)为线性函数:O(n) ab,p=log b a f(n)为幂函数n x时:O(n x) af(b),p=log b a ·证明算法的正确性:部分正确性、终止性。 第三章:动态规划 ·当前决策的最优性取决于其后续决策序列的是否最优。动态规划方法可以保证问题求解是全局最优的。

算法分析与设计知识点总结

第一章概述 算法的概念:算法是指解决问题的一种方法或过程,是由若干条指令组成的有穷序列。 算法的特征: 可终止性:算法必须在有限时间内终止; 正确性:算法必须正确描述问题的求解过程; 可行性:算法必须是可实施的; 算法可以有0个或0个以上的输入; 算法必须有1个或1个以上的输出。 算法与程序的关系: 区别:程序可以不一定满足可终止性。但算法必须在有限时间内结束; 程序可以没有输出,而算法则必须有输出; 算法是面向问题求解的过程描述,程序则是算法的实现。 联系:程序是算法用某种程序设计语言的具体实现; 程序可以不满足算法的有限性性质。 算法描述方式:自然语言,流程图,伪代码,高级语言。 算法复杂性分析: 算法复杂性的高低体现运行该算法所需计算机资源(时间,空间)的多少。 算法复杂性度量: 期望反映算法本身性能,与环境无关。 理论上不能用算法在机器上真正的运行开销作为标准(硬件性能、代码质量影响)。 一般是针对问题选择基本运算和基本存储单位,用算法针对基本运算与基本存储单位的开销作为标准。 算法复杂性C依赖于问题规模N、算法输入I和算法本身A。即C=F(N, I, A)。 第二章递归与分治 分治法的基本思想: 求解问题算法的复杂性一般都与问题规模相关,问题规模越小越容易处理。 分治法的基本思想是,将一个难以直接解决的大问题,分解为规模较小的相同子问题,直至这些子问题容易直接求解,并且可以利用这些子问题的解求出原问题的解。各个击破,分而治之。 分治法产生的子问题一般是原问题的较小模式,这就为使用递归技术提供了方便。递归是分治法中最常用的技术。 使子问题规模大致相等的做法是出自一种平衡(balancing)子问题的思想,它几乎总是比子问题规模不等的做法要好。 分治法所能解决的问题一般具有以下几个特征: 该问题的规模缩小到一定的程度就可以容易地解决; 该问题可以分解为若干个规模较小的相同问题,即该问题具有最优子结构性质; 利用该问题分解出的子问题的解可以合并为该问题的解; 该问题所分解出的各个子问题是相互独立的,即子问题之间不包含公共的子问题。(这条特征涉及到分治法的效率,如果各子问题是不独立的,则分治法要做许多不必要的工作,重复地解公共的子问题,此时虽然也可用分治法,但一般用动态规划较好。) 递归的概念:

算法设计与分析C++语言描述(陈慧南版)课后答案

第一章 15P 1-3. 最大公约数为1。快1414倍。 主要考虑循环次数,程序1-2的while 循环体做了10次,程序1-3的while 循环体做了14141次(14142-2循环) 若考虑其他语句,则没有这么多,可能就601倍。 第二章 32P 2-8.(1)画线语句的执行次数为 log n ????。(log )n O 。划线语句的执行次数应该理解为一格整体。 (2)画线语句的执行次数为 111 (1)(2) 16 j n i i j k n n n ===++= ∑∑∑。3()n O 。 (3 )画线语句的执行次数为 。O 。 (4)当n 为奇数时画线语句的执行次数为 (1)(3) 4 n n ++, 当n 为偶数时画线语句的执行次数为2 (2)4 n +。2()n O 。 2-10.(1)当1n ≥时,225825n n n -+≤,所以,可选5c =,01n =。 对于0n n ≥,22 ()5825f n n n n =-+≤,所以,22 582()n n n -+=O 。 (2)当8n ≥时,2222 582524n n n n n -+≥-+≥,所以,可选4c =,08n =。对于0n n ≥, 22()5824f n n n n =-+≥,所以,22582()n n n -+=Ω。 (3)由(1)、(2)可知,取14c =,25c =,08n =,当0n n ≥时,有22212582c n n n c n ≤-+≤,所以 22582()n n n -+=Θ。 2-11. (1) 当3n ≥时,3 log log n n n <<,所以()20log 21f n n n n =+<,3 ()log 2g n n n n =+>。可选21 2 c = ,03n =。对于0n n ≥,()()f n cg n ≤,即()(())f n g n =O 。注意:是f (n )和g (n )的关系。 (2)当4n ≥时,2 log log n n n <<,所以2 2 ()/log f n n n n =<,2 2 ()log g n n n n =≥。可选1c =,04n =。对于0n n ≥,2 ()()f n n cg n <≤,即()(())f n g n =O 。 (3)因为log log(log )()(log ) n n f n n n ==,()/log log 2n g n n n n ==。当4n ≥时,log(log )()n f n n n =≥,

大数据结构与算法设计知识点

数据结构与算法设计知识点 试题类型: 本课程为考试科目(闭卷笔试),试题类型包括:概念填空题(10 %),是非判断题(10 %),单项选择题(40 %),算法填空题(10%),算法应用题(20 %),算法设计题(10 %)。 第一章绪论 重点容及要求: 1、了解与数据结构相关的概念(集合、数据、数据元素、数据项、关键字、元 素之间的关系等)。 数据:所有能被输入到计算机中,且能被计算机处理的符号的 集合。是计算机操作的对象的总称。是计算机处理的信息的某种特定 的符号表示形式。 数据元素:是数据(集合)中的一个“个体”,数据结构中的基 本单位,在计算机程序常作为一个整体来考虑和处理。 数据项:是数据结构中讨论的最小单位,数据元素可以是一个或 多个数据项的组合 关键码:也叫关键字(Key),是数据元素中能起标识作用的数据 项。 其中能起到唯一标识作用的关键码称为主关键码(简称主码); 否则称为次关键码。通常,一个数据元素只有一个主码,但可以有多 个次码。 关系:指一个数据集合中数据元素之间的某种相关性。 数据结构:带“结构”的数据元素的集合。这里的结构指元素之 间存在的关系。 数据类型:是一个值的集合和定义在此集合上的一组操作的总

称。 2、掌握数据结构的基本概念、数据的逻辑结构(四种)和物理结构(数据元素 的表示与关系的表示、两类存储结构:顺序存储结构和链式存储结构)。 数据结构包括逻辑结构和物理结构两个层次。 数据的逻辑结构:是对数据元素之间存在的逻辑关系的一种抽象的描述,可以用一个数据元素的集合和定义在此集合上的若干关系来表示 逻辑结构有四种:线性结构、树形结构、图状结构、集合结构数据的物理结构:是其逻辑结构在计算机中的表示或实现,因此又称其为存储结构。 存储结构:顺序存储结构和链式存储结构 顺序存储结构:利用数据元素在存储器中相对位置之间的某种特定的关系来表示数据元素之间的逻辑关系; 链式存储结构:除数据元素本身外,采用附加的“指针”表示数据元素之间的逻辑关系。 3、了解算法分析的基本方法,掌握算法时间复杂度相关的概念。 算法:是为了解决某类问题而规定的一个有限长的操作序列 或处理问题的策略 一个算法必须满足以下五个重要特性:1.有穷性2.确定性3.可行性4.有输入 5.有输出 设计算法时,通常还应考虑满足以下目标: 1.正确性, 2.可读性, 3.健壮性 4.高效率与低存储量需求

算法设计与分析课后习题

第一章 1. 算法分析题 算法分析题1-1 求下列函数的渐进表达式 (1). 3n^2 + 10n < 3n^2 + 10n^2 = 13n^2 = O(n^2) (2). n^2 / 10 + 2^n 当n>5是,n^2 < 2 ^n 所以,当n >= 1时,n^2/10 < 2 ^n 故: n^2/10 + 2^n < 2 ^n + 2^n = 2*2^n = O(2^n) (3). 21 + 1/n < 21 + 1 = 22 = O(1) (4). log(n^3)=3log(n)=O(log(n)) (5). 10log(3^n) = (10log3)n = O(n) 算法分析题1-6 (1)因为:f(n)=log(n^2) = 2log(n); g(n) = log(n) + 5 所以:f(n)=Θ(log(n)+5) =Θ(g(n)) (2)因为:log(n) < √n; f(n) = 2log(n); g(n)= √n 所以:f(n) = O(g(n)) (3)因为:log(n) < n; f(n) = n; g(n) = log(n^2) = 2log(n) 所以;f(n) = Ω(g(n)) (4)因为:f(n) = nlogn +n; g(n) = logn 所以:f(n) =Ω(g(n)) (5)因为: f(n) = 10; g(n) = log(10)

所以:f(n) =Θ(g(n)) (6)因为: f(n)=log^2(n); g(n) = log(n) 所以: f(n) ==Ω(g(n)) (7)因为: f(n) = 2^n < 100*2^n; g(n)=100n^2; 2^n > n ^2 所以: f(n) = Ω(g(n)) (8)因为:f(n) = 2^n; g(n) = 3 ^n; 2 ^n < 3 ^n 所以: f(n) = O(g(n)) 习题1-9 证明:如果一个算法在平均情况下的计算时间复杂性为Θ(f(n)),该算法在最坏情况下所需的计算时间为Ω(f(n)). 分析与解答: 因此,Tmax(N) = Ω(Tavg(N)) = Ω(Θ(f(n)))=Ω(f(n)). 第二章 算法分析题

算法设计与分析 王红梅 胡明 习题答案

习题1 1. 图论诞生于七桥问题。出生于瑞士的伟大数学家欧拉(Leonhard Euler ,1707—1783)提出并解决了该问题。七桥问题是这样描述的:一个人是否能在一次步行中穿越哥尼斯堡(现 在叫加里宁格勒,在波罗的海南岸)城中全部的七座桥后回到起点,且每座桥只经过一次, 图是这条河以及河上的两个岛和七座桥的草 图。请将该问题的数据模型抽象出来,并判断此问题是否有解。 七桥问题属于一笔画问题。 输入:一个起点 输出:相同的点 1, 一次步行 2, 经过七座桥,且每次只经历过一次 3, 回到起点 该问题无解:能一笔画的图形只有两类:一类是所有的点都是偶点。另一类是只有二个奇点的图形。 2.在欧几里德提出的欧几里德算法中(即最初的欧几里德算法)用的不是除法而是减法。请用伪代码描述这个版本的欧几里德算法 =m-n 2.循环直到r=0 ??m=n ???n=r ??r=m-n 3?输出m 3.设计算法求数组中相差最小的两个元素(称为最接近数)的差。要求分别给出伪代码和C ++描述。 编写程序,求n 至少为多大时,n 个“1”组成的整数能被2013整除。 #include using namespace std; int main() { double value=0; 图 七桥问题

for(int n=1;n<=10000 ;++n) { value=value*10+1; if(value%2013==0) { cout<<"n至少为:"< using namespace std; int main () { double a,b; double arctan(double x);圣经上说:神6天创造天地万有,第7日安歇。为什么是6天呢?任何一个自然数的因数中都有1和它本身,所有小于它本身的因数称为这个数的真因数,如果一个自然数的真因数之和等于它本身,这个自然数称为完美数。例如,6=1+2+3,因此6是完美数。神6天创造世界,暗示着该创造是完美的。设计算法,判断给定的自然数是否是完美数 #include using namespace std; int main() { int value, k=1; cin>>value; for (int i = 2;i!=value;++i) { while (value % i == 0 ) { k+=i;有4个人打算过桥,这个桥每次最多只能有两个人同时通过。他们都在桥的某一端,并且是在晚上,过桥需要一只手电筒,而他们只有一只手电筒。这就意味着两个人过桥后必须有一个人将手电筒带回来。每个人走路的速度是不同的:甲过桥要用1分钟,乙过桥要用2分钟,丙过桥要用5分钟,丁过桥要用10分钟,显然,两个人走路的速度等于其中较慢那个人的速度,问题是他们全部过桥最少要用多长时间? 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

算法设计与分析报告期末备考知识点总结材料

●通俗地讲,算法是解决问题的方法,严格地说,算法是对特定问题求解步骤的一种描述, 是指令的有限序列。 ●算法还必须满足一下五个重要特性:输入、输出、有穷性、确定性、可行性。 ●程序(Program)是对一个算法使用某种程序设计语言的具体实现,原则上,算法可以 用任何一种程序设计语言来实现。 什么是算法的计算复杂性? ●算法分析指的是对算法所需要的两种计算机资源——时间和空间(时间复杂性和空间复 杂性进行估算,所需要的资源越多,该算法的复杂性就越高。 ●表示计算复杂性的O你掌握了? 若存在两个正的常数c和n0,对于任意n≥n0,都有T(n)≤c×f(n),则称T(n)=O(f(n))(或称算法在O(f(n))中)。 我们主要介绍了哪几种算法设计方法? 分治法:将一个难以直接解决的大问题,分割成一些规模较小的子问题,以便各个击破,分而治之。 减治法:减治法在将原问题分解为若干个子问题后,利用了规模为n的原问题的解与较小规模(通常是n/2)的子问题的解之间的关系,这种关系通常表现为: (1)原问题的解只存在于其中一个较小规模的子问题中; (2)原问题的解与其中一个较小规模的解之间存在某种对应关系。 由于原问题的解与较小规模的子问题的解之间存在这种关系,所以,只需求解其中 一个较小规模的子问题就可以得到原问题的解。 动态规划法、贪心算法、回溯算法、概率 RAM程序 分治法------合并排序

设算法4.3对n个元素排序的时间复杂性为T(n),则该二路归并排序算法存在如下递推式: 二路归并排序的时间代价是O(nlog2n)。 所需空间只要O(m+n+min(m, n))的空间就够了(假设两个合并串的长度分别为m和n)。 分治法------快速排序

算法程序设计知识点汇总

算法与程序设计知识点汇总 第一章 计算机解决问题的基本过程 一、开始 分析问题 设计算法 编写程序 调试、运行程序 问题解决 二、算法-----程序设计的“灵魂 ” 1、定义:就是解决问题的方法和步骤 2 1、确定性:每一步都有确切的含义 2、有穷性:执行的步骤和每一步执行的时间都是有限的 3、输入:有零个或多个输入 4、输出:至少产生一个输出 5、可行性:原则上可精确运行 3、算法的描述:1、自然语言 2、流程图(P11) 3、伪代码(p12) 4、计算机语言 三:程序设计语言的发展: 须经过转换处理。 高级语言:更接近于自然语言(英语)和数学语言的编程语言,容易掌握和使用,也不能直接识别,必须经过转换才能被计算机执行。 第二章 一、visiual basic 可视化程序开发工具,主要是让程序设计人员利用软件本身所提供的各种控件,像搭积木一样构造应用程序的各种界面,然后再编写少量的代码就可以构建应用程序,提供了程序设计,编辑,调试,运行于一体的集成开发环境。 二、VB6.0的集成开发环境 三个工作栏: 标题栏 菜单栏 工具栏 六个基本窗口: 主窗口(main) 窗体窗口(form) 工具箱窗口(toolbox) 工程窗口(project) 属性窗口(properties) 窗体布局窗口(formlayout) 三、属性---用来描述对象的外部特征 四、常用控件 熟悉常用控件(标签、文本框、命令按钮)的作用,图标及其属性 五、数据的表示与处理 1、Vb 数据类型

2、常量与变量的说明: 常量说明:Const a=3.14 const a as single=3.14 变量说明: Dim a As integer Dim b As integer Dim a,b As integer 3、运算符 (1) 算术运算符 (2)字符串运算符 &、+字符串连接 " 123 " + " 456 "结果 " 123456 " " 123 " & " 456 " 结果 " 123456 " 区别: + 两边必须是字符串, & 不一定 例如: "abcdef" & 12345 ' 结果为 "abcdef12345 " "abcdef " + 12345 ' 出错 "123" & 456 ' 结果为" 123456 " “123” + 456 ' 结果为 579 注意: "123 " + True'结果为 122 True转换为数值-1,False转换为数值0 (3)关系运算符 a、将两个操作数进行大小比较,结果为逻辑量。如:3>2结果为True。 b、字符串比较,则按字符的ASCII码值从左到右一一比较,直到出现不同的字符为止.。 例: " ABCDE " > " ABRA " 结果为 False 注释:A—Z的ASCII码值为65—90; a—z的ASCII码值为97—122;(选修教材124页)

算法设计与分析第一章习题解1.1,1.10,1.15

1.15练习 1.1(a) 1)A[1…60] = A[(1+60)/2]=A[30]=40 由于33<40,舍弃A[30…60]; 2)A[1…29] = A[(1+29)/2]=A[15]=25 由于33>25,舍弃A[1…15]; 3) A[16…29]= A[(16+29)/2]=A[22]=32 由于33>32,舍弃A[16…22]; 4) A[23…29] = A[(23+29)/2]=A[26]=36 由于33<36,舍弃A[26…29]; 5) A[23…25] = A[(23+25)/2]=A[24]=34; 由于33<34,舍弃A[24, 25]; 6) A[23] = 11 12 13 … 68 69 70 11 12 13 … 37 38 39 26 27 28 … 37 38 39 33 34 35 36 37 38 39 33 34 35 33

由于33=33,搜索完毕。 综上,搜索33共执行了6次比较。 同理可得(b )搜索7共执行了5次比较。 (c )搜索70共执行了6次比较。 (d )搜索77共执行了6次比较。 1.10 对11 12 1 5 15 3 4 10 7 2 16 9 8 14 13 6用bottomupsort 算法,按非降序排列。 解:用图示,如下进行。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 3 4 5 10 11 12 15 1 5 11 1 2 1.15用Θ表示函数。 (b) 2 6 7 8 9 1 3 1 4 16 3 4 10 1 5 2 7 9 1 6 6 8 13 14 11 12 1 5 15 3 4 10 2 7 9 16 8 14 6 13

算法与程序设计知识点汇总

算法与程序设计知识点 汇总 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

算法与程序设计知识点汇总 第一章 计算机解决问题的基本过程 一、开始分析问题 设计算法 编写程序 调试、运行程序 问题解决 二、算法-----程序设计的“灵魂” 1、定义:就是解决问题的方法和步骤 2、特征: 1、确定性:每一步都有确切的含义 2、有穷性:执行的步骤和每一步执行的时间都是有限的 3、输入:有零个或多个输入 4、输出:至少产生一个输出 5、可行性:原则上可精确运行 3、算法的描述:1、自然语言 2、流程图(P11) 3、伪代码(p12) 4、计算机语言 算机直接执行,必须经过转换处理。 高级语言:更接近于自然语言(英语)和数学语言的编程语言,容易掌握和使用,也不能直接识别,必须经过转换才能被计算机执行。 第二章 一、visiual basic 可视化程序开发工具,主要是让程序设计人员利用软件本身所提供的各种控件,像搭积木一样构造应用程序的各种界面,然后再编写少量的代码就可以构建应用程序,提供了程序设计,编辑,调试,运行于一体的集成开发环境。 二、的集成开发环境 三个工作栏: 标题栏 菜单栏 工具栏 六个基本窗口: 主窗口(main) 窗体窗口(form) 工具箱窗口(toolbox) 工程窗口(project) 属性窗口(properties) 窗体布局窗口(formlayout) 熟悉常用控件(标签、文本框、命令按钮)的作用,图标及其属性 五、数据的表示与处理 1、

Integer整型 2 Byte-32768~32767(-215~215-1) Long长整型 4 Byte(-231~231-1) Single单精度实型 4 Byte ~~ Double双精度实型8 Byte String字符串型10 Byte+串长 度 0~约20亿个字符 Boolean布尔型 2 Byte True或False Date日期型8 Byte100/1/1~9999/12/31 2 常量说明:Const a= const a as single= 变量说明: Dim a As integer Dim b As integer Dim a,b As integer 3、运算符 (1) 算术运算符 (2)字符 串运算符 &、+ 字符串连接 " 123 " + " 456 " 结果 " 123456 " " 123 " & " 456 " 结果 " 123456 " 区别: + 两边必须是字符串, & 不一定 例如: "abcdef" & 12345 ' 结果为 "abcdef12345 " "abcdef " + 12345 ' 出错 "123" & 456 ' 结果为" 123456 " “123” + 456 ' 结果为 579 注意: "123 " + True '结果为 122 True转换为数值-1,False转换为数值0 (3)关系运算符

算法设计与分析基础第七章作业

第七章 习题7.1 1.分步计数算法是稳定的吗? 解: 分步计数算法是稳定的。 习题7.2 3.用Horspool算法在一个1000个0构成的二进制文本中查找下列模式时,分别需要进行多少次字符比较? a.00001; b.10000; c.01010; 5 解: a. 比较次数:(1000/5)*1=200 b.

比较次数:[(1000-5+1]*5=4980 c. 比较次数:[(1000-3)/2]*2=996 (1000-3)/2取整数部分 4.用Horspool算法在一个长度为n的文本中查找一个长度为m(n>=m)的模式。请分别给出下面两种例子。 a.最差输入; b.最优输入。 解: a.模式的每次一移动的举例均为1,且没有匹配成功,或者到最后一次匹配才成功。 b.模式不需要移动,且比较了m次即成功。 7.用Boyer-Moore算法在一个1000个0构成的二进制文本中查找 列模式时,分别需要进行多少次字符比较? a.00001; b.10000; c.01010; 解: a.

坏符号移动表: 后缀移动表: d1=max{t1(0),1}=1,d2=5 模式移动max(d1,d2)=5,所以每次移动5位,且每次只比较一次。比较次数为:1000/5=200 b. 坏符号移动表: 后缀移动表:

d1=max{t1(0)-4,1}=1,d2=1 模式移动max(d1,d2)=1,所以每次都移动一位,比较5次。比较次数:[(1000-5+1]*5=4980 c. 坏符号移动表: 后缀移动表: d1=max{t1(0)-1,1}=1,d2=2 模式移动max(d1,d2)=2,所以每次都能移动2位,比较2次。比较次数:[(1000-3)/2]*2=996 习题7.3 2.对于输入30,20,56,75,31,19和散列函数h(K)=K mod11 a.构造它们的闭散列表; b.求在本表中成功查找的最大键值比较次数; c.求在本表中成功查找的平均键值比较次数;

算法设计与分析第三章课后答案吕国英主编.

2、#include void main() { int a[6][6],b[6],i,j; printf("请输入6个整数:"); for(i=0;i<6;i++) { scanf("%d",&b[i]); } for(i=0;i<6;i++) { a[0][i]=b[i]; } for(i=1;i<=5;i++) a[i][0]=b[6-i]; for(i=1;i<=5;i++) for(j=1;j<=5;j++) { a[i][j]=a[i-1][j-1]; } for(i=0;i<=5;i++) { for(j=0;j<=5;j++) printf("%d ",a[i][j]); printf("\n"); } } 3、#include void main() { int i,j,count,n; int a[100][100]; printf("请输入矩阵的阶n="); scanf("%d",&n); count=1; for(i=1;i<=n/2;i++) { for(j=i;j<=n-i+1;j++)//上侧 { a[i][j]=count; count++; } for(j=i+1;j<=n-i;j++)//右侧 {

a[j][n-i+1]=count; count++; } for(j=n-i+1;j>=i+1;j--)//下侧 { a[n-i+1][j]=count; count++; } for(j=n-i+1;j>=i+1;j--)//左侧 { a[j][i]=count; count++; } } if(n%2==1) { i=(n+1)/2; a[i][i]=n*n; } for(i=1;i<=n;i++) { for(j=1;j<=n;j++) printf("%2d ",a[i][j]); printf("\n"); } } 4、#include void main() { int i,j,n,a[100][100],count=1; printf("请输入方阵的阶n:"); scanf("%d",&n); for(i=1;i<=n;i++) for(j=1;j<=i;j++) { a[i-j+1][j]=count; count++; } for(i=1;i<=n;i++) { for(j=1;j<=n-i+1;j++) printf("%4d",a[i][j]); printf("\n");

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