《程序设计艺术与方法》课程实验报告Word格式.docx
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#include<
iostream>
vector>
#include<
iomanip>
ctime>
algorithm>
usingnamespacestd;
vector<
int>
myV;
boolsortup（intv1,intv2）
{
returnv1<
v2;
}
intmain（intargc,char*argv[]）
{
srand（time（NULL））;
//随机产生十个数
for（inti=0;
i<
10;
i++）
myV.push_back（rand（））;
sort（myV.begin（）,myV.end（）,sortup）;
//用sort排序升序
vector<
:
iteratorit1;
for（it1=myV.begin（）;
it1!
=myV.end（）;
it1++）
{
cout<
<
（*it1）<
setw（6）;
//打印数组
}
endl;
intmin=myV[0];
for（it1=myV.begin（）+1;
if（（*it1）<
min）min=（*it1）;
"
最小元素为"
<
min<
intmax=myV[0];
if（（*it1）>
max）max=（*it1）;
最大元素为"
max<
intvalue=rand（）;
it1=find（myV.begin（）,myV.end（）,value）;
if（（*it1）==value）
找到了这个随机数"
endl;
else
没有找到这个随机数"
myV.insert（myV.end（）,value）;
//数组中没有随机数,插入尾部
插入尾部的随机数为"
value<
\n"
//随机在vector头部插入一个随机数
intt=rand（）;
//定义t;
将一个随机数赋给t，插入到数组·
头部
myV.insert（myV.begin（）,t）;
插入头部的随机数为"
t<
//删除尾部元素
myV.pop_back（）;
myV.clear（）;
//清空数组
if（myV.empty（））
cout<
"
It'
sempty!
endl;
system（"
PAUSE"
）;
//pressanykeytocontinue...
return0;
}
运行截图：
2练习泛型算法的使用：
list>
//#inclued<
typedeflist<
lin;
intvalue[]={2,4,6,1,8};
voidprint（lin&
l）
inti;
lin:
iteratorlit;
//定义一个迭代器
for（lit=l.begin（）;
lit!
=l.end（）;
lit++）
cout<
（*lit）<
;
//打印list中的元素
boolsortsp（intv1,intv2）//升序排序算法
returnv1>
intmain（）{
linlin2;
lin2.push_front（3）;
lin2.push_front（4）;
lin2.insert（lin2.begin（）,value,value+5）;
lin2内的元素为：
print（lin2）;
lin2.sort（）;
排序后的lin2:
lin2.push_front（10）;
//在list头部插入10
在list头部插入10之后的结果：
lin2.remove（6）;
删除一个数后的lin1:
system（"
//pressanykeytocontineu...
return0;
二
搜索算法的实验
1．掌握宽度优先搜索算法。
2．掌握深度优先搜索算法。
1宽度优先搜索算法：
又称广度优搜索。
是最简单的图的算法的原形。
其属于一种盲搜寻法，目的是系统地展开并检查图中的所有节点，以寻找结果。
换句话说，它并不考虑结果的可能位址，彻底地搜索整张图，直到找到结果为止。
2深度优先搜索算法：
它的目的是要达到被搜索结构的叶结点。
在一个HTML文件中，当一个超链被选择后，被连接的HTML文件将执行深度优先搜索，即在搜索其余的超链走到不能再深入为止，然后返回到某一个HTML文件，再继续选择该HTML文件中的其他超链。
当不再有其他超链可选择时，说明搜索已经结束。
1.将书上的走迷宫代码上机运行并检验结果，并注意体会搜索的思想。
2.八皇后问题：
在一个国际象棋棋盘上放八个皇后，使得任何两个皇后之间不相互攻击，求出所有
的布棋方法。
上机运行并检验结果。
思考：
将此题推广到N皇后的情况，检验在N比较大的情况下，比方说N=16的时
候，你的程序能否快速的求出结果，如果不能，思考有什么方法能够优化算法。
3骑士游历问题：
在国际棋盘上使一个骑士遍历所有的格子一遍且仅一遍，对于任意给定的顶点，
输出一条符合上述要求的路径。
4倒水问题：
给定2个没有刻度容器，对于任意给定的容积，求出如何只用两个瓶装出L升
的水，如果可以，输出步骤，如果不可以，请输出NoSolution。
2，八皇后问题：
stdio.h>
/*声明常量N存储行和列*/
#defineN8
#defineNUM8
/*声明全局变量，h[N][N]控制盘格，H[N][N]控制输出，n[N]存储每一步的
*纵坐标，count用于计数。
*/
inth[N][N],n[N],H[N][N];
intcount=0;
/*声明函数voidtryit（int,int）尝试符合条件的方法*/
voidtryit（int,int）;
/*声明函数voidoutputArray（int[][N]）输出数组*/
voidoutputArray（int[][N]）;
main（）
intx=0,y=0,i,j;
/*初始化为零*/
for（i=0;
=N-1;
for（j=0;
j<
j++）
h[i][j]=0;
tryit（x,y）;
printf（"
//其他的布局略\n"
共有%d种布局.\n"
92）;
return（0）;
/*定义函数voidtryit（int,int）尝试符合条件的方法*/
voidtryit（intx,inty）
inti,j;
if（count<
=NUM）
/*重复时跳出递归*/
if（（H[0][0]==1&
&
H[1][4]==1&
H[2][7]==1&
H[3][5]==1&
H[4][2]==1&
H[5][6]==1&
H[6][1]==1&
H[7][3]==1）&
count!
=1）
{}
else
if（x>
=0&
x<
=N-1&
y>
y<
h[x][y]==0）
{
/*对与皇后在同一行、列、斜线上的点作出处理*/
for（j=0;
=7;
{
if（h[x][j]==0）
h[x][j]=x+1;
if（h[j][y]==0）
h[j][y]=x+1;
if（x+j>
x+j<
y+j>
y+j<
h[x+j][y+j]==0）
h[x+j][y+j]=x+1;
y-j>
y-j<
h[x+j][y-j]==0）
h[x+j][y-j]=x+1;
if（x-j>
x-j<
h[x-j][y+j]==0）
h[x-j][y+j]=x+1;
h[x-j][y-j]==0）
h[x-j][y-j]=x+1;
}
/*对皇后处的点作出标志*/
h[x][y]=-x-1;
/*完成一种走法作出处理*/
if（x==7）
/*转换成输出的格式*/
for（i=0;
{
for（j=0;
{
if（h[i][j]<
0）
H[i][j]=1;
else
H[i][j]=0;
}
}
count=count+1;
/*输出前几种情况*/
if（count<
printf（"
------布局%d------\n"
count）;
outputArray（H）;
/*对下一种走法，清楚前一次的影响*/
if（h[i][j]==x||h[i][j]==-x||h[i][j]==-x-1）
h[i][j]=0;
/*递归，尝试另一种方法*/
tryit（x-1,n[x-1]+1）;
/*未走完一次，继续下一行*/
else
n[x]=y;
tryit（x+1,0）;
}
/*此路不通时，返回上一行，尝试下一种方法*/
if（y>
7）
/*清楚前一次影响*/
if（h[i][j]==x||h[i][j]==-x）
/*分情况递归*/
if（x-1>
=0）
else
tryit（0,0）;
/*尝试下一格*/
else
tryit（x,y+1）;
/*定义函数voidoutputArray（int[][N]）输出数组*/
voidoutputArray（inth[][N]）
printf（"
%d"
h[i][j]）;
printf（"
4.倒水问题：
#include"
stdio.h"
intmain（）
intca,cb,cc,x,y;
while（scanf（"
%d%d%d"
&
ca,&
cb,&
cc）!
=EOF）
if（cb==cc）
{printf（"
fillB\n"
elseif（ca==cc）
fillA\n"
pourAB\n"
x=y=0;
if（ca<
cc）
while
（1）
{if（y==0）
y=cb;
if（y>
ca-x）//如果b中的水大于a中的剩余容积，就把a灌满//
y-=ca-x;
x=ca;
pourBA\n"
else//如果b中的水小于a中的剩余容积，那么把b中的水全加入a//
x+=y;
y=0;
if（y==cc）//如果b中的水已经和cc相等，那就结束//
break;
}
if（ca==x）//如果a中的水满了，就把a倒空//
x=0;
emptyA\n"
if（x==0）
if（x>
cb-y）//如果a中的水大于b中的剩余容积，就把b灌满//
x-=cb-y;
else//如果a中的水小于b中的剩余容积，那么把a中的水全加入b//
y+=x;
if（y==cb）//如果b中的水满了，就把b倒空//
emptyB\n"
success\n"
三
计算几何算法的实现
1．理解线段的性质、叉积和有向面积。
2．掌握寻找凸包的算法。
3．综合运用计算几何和搜索中的知识求解有关问题。
凸包：
是一组点集中的子集，这一子集形成的凸多边形可以将点集中所有的点都围住，并且这一凸边形的面积是最小的。
一种寻找凸包的算法：
打包法
首先，我们找出点集中最下方的点，如果这样的点不止一个，就选用
最左边的点（如P0）。
显然，这个点（P0）是凸包子集中的一个点。
可以设想在P0处拴了一根
皮筋的一端，另一端放在和P0成水平位置的右侧。
现在，将皮筋，沿逆时针方向转动，首先会
碰到P1，这样就找到了另一个凸包子集中的点。
以P1为中心，做和P0一样的事，会发现，我
们将碰到P3，又一个凸包的点。
我们可以一直这样做下去，直到再一次遇到P0，凸包就被找出
来了。
具体而言，在第一次找到P0点之后，以P0为每个矢量的起点，其它的点为矢量的终点，
来比较任意两个矢量的转角，就可以对余下的点进行按极角排序
1将讲义第三章第三节中的凸包代码上机运行并检验结果。
2完成讲义第三章的课后习题，上机运行并检验结果。
3思考：
判线段相交时，如果有个线段的端点在另一条线段上，注意可能与另一条线段上的
端点重合，思考这样的情况。
4房间最短路问题：
给顶一个内含阻碍墙的房间，求解出一条从起点到终点的最最短路径。
房间的边界
固定在x=0,x=10,y=0和y=10。
起点和重点固定在（0,5）和（10,5）。
房间里还有0到18个
墙，每个墙有两个门。
输入给定的墙的个数，每个墙的x位置和两个门的y坐标区间，
输出最短路的长度
3.思考：
用跨立方法，跨立的含义是：
如果一条线段的一个端点在一条直线的一边，另一个端点在这条直线的另一端，我们就说这条线段跨立在这条直线上。
线段相交满足且只需满足如下两个条件就可以了：
1两条线段相互跨立；
2一条线段的一个端点在另一条线段上。
如果两线段相交，则两线段必然相互跨立对方。
若p1p2跨立p3p4，则矢量（p1–p3）和（p2-p1）位于矢量（p4–p3）的两侧，即（p1–p3）×
（p4-p3）*（p2–p3）×
（p4–p3）<
0。
上式可改写成（p1–p3）×
（p4-p3）*（p4–p3）×
（p2–p3）>
当（p1–p3）×
（p4–p3）=0时，说明（p1–p3）和（p4–p3）共线，但是因为已经通过快速排斥试验，所以p1一定在线段p3p4上；
同理，（p4–p3）×
（p2–p3）=0说明p2一定在p3p4上。
所以判断p1p2跨立Q1Q2的依据是：
（p1–p3）×
（p4–p3）*（p4–p3）×
（p2–p3）>
=0。
同理判断Q1Q2跨立P1P2的依据是：
（p3-p1）×
（p2-p1）*（p2-p1）×
（p4-p1）>
代码中函数boolsegment_intersect（）用于判断p1、p2构成的线段和p3、p4构成的线段是否相交。
可以看出共五种情况两线段是相交的，反之就输出“ThetwoareNotintersected!
”
4.房间最短路问题：
#include<
utility>
innclude<
usingnamespacestd;
typedefpair<
double,double>
POINT;
//线段
doubledirection（POINTp,POINTp1,POINTp2）{
POINTv1,v2;
v1.first=p2.first-p1.first;
v1.second=p2.second-p1.first;
v2.first=p1.first-p.first;
v2.second=p1.second-p.second;
returnv1.first*v2.second-v1.second*v2.second;
boolon_segment（POINTp,POINTp1,POINTp2）{
doublemin_x=p1.first<
p2.first?
p1.first:
p2.first;
max_x=p1.first>
doublemin_y=p1.second<
p2.second?
p1.second:
p2.second;
doublemax_y=p1.second>
p2.secon
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