算法分析报告与设计实验报告材料.docx
《算法分析报告与设计实验报告材料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《算法分析报告与设计实验报告材料.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
算法分析报告与设计实验报告材料
算法设计与分析
学院：
计算机科学与技术
学号：
129074106
姓名：
张淼淼
20141114
1、当问题规模
时，快速排序和插入排序各需多少时间？
写清机器配置，列出五种规模下各自需要的时间。
按照下列表格提交：
快速排序所需时间（ms）
插入排序所需时间（ms）
两者相差多少
N=100
0.00600
0.019000
-0.013000
N=1000
0.074000
0.724000
-0.650000
N=10000
0.032000
64.657000
-64.625000
N=100000
13.300000
50.900000
-37.600000
N=1000000
53.500000
117.700000
-64.200000
机器配置：
Window732位
Cpu：
Inter（R）Core（TM）i3-2120cpu@3.30GHz
AMDRadeonHD6450Graphics
程序：
#include
#include
#include
#include
inta[1000000];
intb[1000000];
voidQuickSort（intlow,inthigh）
{
longi,j;
intx;
i=low;
j=high;
x=a[i];
while（i{
while（a[j]>=x&&ia[i]=a[j];
while（a[i]<=x&&ia[j]=a[i];
}
a[i]=x;
if（low<（i-1））
QuickSort（low,i-1）;
if（high>（j+1））
QuickSort（j+1,high）;
}
voidBinaryInsertSort（intlength）
{
intlow,high,mid;
inti,j,m;//m为保存待插入的元素
for（i=1;i{
m=b[i];
low=0;
high=i-1;//设置初始区
while（low<=high）
{
mid=（low+high）/2;
if（m>=b[mid]）
low=mid+1;
else
high=mid-1;
}
for（j=i-1;j>=high+1;j--）//high为插入位置
b[j+1]=b[j];//后移元素，留出插入的空位
b[high+1]=m;//将元素插入正确的位置
}
}
voidmain（）
{
time_tstart,finish;//time_t相当于long
doublebetween_time1,between_time2,between_time;
//1表示快速排序所需时间，2表示插入排序所需时间，between_time表示两种排序之间的差值
struct_timebtimebuffer1,timebuffer2;
intstartm,finishm;
doubletotal1=0,total2=0;
//1表示规模为N时，快速排序所需的累计时间，2表示规模为N是，插入排序所需的累计时间
intN,i,j;//N表示问题规模
printf（"\n请输入问题的规模：
"）;
scanf（"%d",&N）;
//对一堆数据进行排序，排序1000次,求其排序的平均时间
for（i=0;i<1000;i++）
{
srand（（unsigned）time（NULL））;//对每次的排序进行设置随机种子（即编号）
for（j=0;j{
a[j]=rand（）;
b[j]=a[j];
}
//快速排序
_ftime（&timebuffer1）;//计算当前时间
startm=timebuffer1.millitm;//
start=timebuffer1.time;
QuickSort（0,N-1）;
//printf（"\n快速排序之后的数据为:
"）;
//for（i=0;i//{
//printf（"%d",a[i]）;
//}
_ftime（&timebuffer1）;
finishm=timebuffer1.millitm;
finish=timebuffer1.time;
between_time1=difftime（finish,start）;//找出时间差
between_time1=1000*between_time1+finishm-startm;
total1=total1+between_time1;
//插入排序
_ftime（&timebuffer2）;
startm=timebuffer2.millitm;
start=timebuffer2.time;
BinaryInsertSort（N）;
//printf（"\n插入排序之后的数据为:
"）;
//for（i=0;i//{
//printf（"%d",b[i]）;
//}
_ftime（&timebuffer2）;
finishm=timebuffer2.millitm;
finish=timebuffer2.time;
between_time2=difftime（finish,start）;
between_time2=between_time2*1000+finishm-startm;//
total2=total2+between_time2;
}
printf（"\n快速排序的时间（以毫秒为单位）是：
%6.6f",total1/1000）;
printf（"\n插入排序的时间（以毫秒为单位）是：
%6.6f",total2/1000）;
between_time=total1/1000-total2/1000;
printf（"\n两种排序相差的时间是：
%6.6f\n\n",between_time）;
}
2用贪心算法实现背包问题，按下表格式列出其中的五种情况，其中物品个数、背包容量、物品重量和物品价值要随机产生。
物品个数N
背包容量C
物品重量Wi
物品价值Vi
最优值
最优解
所需时间（ms）
2
5.0000
2.000010.0000
26.000040.0000
2.000026.0000
3.000012.0000
38.0000
1.00000000
3
8.3333
10.00003.00009.0000
21.000058.000058.0000
3.000058.0000
5.333334.7304
92.3704
1.00000000
4
9.0000
2.0000
10.0000
5.0000
7.0000
64.0000
2.0000
2.0000
96.0000
2.000064.0000
7.000096.0000
160.0000
4.00000000
5
10.6667
4.0000
9.0000
4.0000
8.0000
4.0000
76.0000
53.0000
6.0000
14.0000
72.0000
4.000076.0000
4.000072.0000
2.666715.7037
163.7037
5.00000000
6
13.6667
6.0000
4.0000
7.0000
9.0000
5.0000
7.0000
42.0000
50.0000
66.0000
45.0000
7.0000
48.0000
4.000050.0000
7.000066.0000
2.666718.6667
134.6667
5.00000000
背包程序
#include
#include
#include
#include
doubleW[100];//重量
doubleV[100];//价值
doubleunit_price[100];//表示每个物品的单价
voidQuickSort（intlow,inthigh）//对单价进行排序
{
longi,j;
doublex;
doublew,v;
i=low;
j=high;
x=unit_price[i];
w=W[i];
v=V[i];
while（i{
while（unit_price[j]>=x&&i{
unit_price[i]=unit_price[j];
W[i]=W[j];//将重量，价值和单价的下标始终统一
V[i]=V[j];
}
while（unit_price[i]<=x&&i{
unit_price[j]=unit_price[i];
W[j]=W[i];
V[j]=V[i];
}
}
unit_price[i]=x;
W[i]=w;
V[i]=v;
if（low<（i-1））
QuickSort（low,i-1）;
if（high>（j+1））
QuickSort（j+1,high）;
}
voidmain（）
{
time_tstart,finish;
doublebetween_time;
intstartm,finishm;
struct_timebtimebuffer;
intN,i,j;//N表示物品个数
doublesum=0,C,best_value=0;
printf（"\n请输入物品个数（假设不超过100）：
"）;
scanf（"%d",&N）;
//随机产生物品重量以及价值
srand（（unsigned）time（NULL））;
printf（"\n随机产生的物品重量,价值：
"）;
for（i=0;i{
W[i]=rand（）%10+1;//重量产生的在10以内
V[i]=rand（）%100+1;//价值在100以内
printf（"\n%6.4lf,%6.4lf",W[i],V[i]）;
}
for（i=0;isum=sum+W[i];
C=sum/3+1;//将背包容量设为所有物品重量的三分之一加1
printf（"\n\n该背包的容量为：
%6.4lf",C）;
//从此处开始计算时间
_ftime（&timebuffer）;
startm=timebuffer.millitm;
start=timebuffer.time;
for（i=0;iunit_price[i]=V[i]/W[i];
QuickSort（0,N-1）;//对单价进行排序（升序）
for（i=N-1;i>=0;i--）
{
if（C<=W[i]）
break;
else
C=C-W[i];
}
printf（"\n\n最优解如下：
"）;
printf（"\n物品重量物品价值"）;
for（j=N-1;j>i;j--）
{
printf（"\n%6.4lf%6.4lf",W[j],V[j]）;
best_value=best_value+V[j];}
printf（"\n%6.4lf%6.4lf",C,C*unit_price[i]）;
best_value=best_value+C*unit_price[i];
printf（"\n\n最优值为：
%6.4lf",best_value）;
//计算时间结束
_ftime（&timebuffer）;
finishm=timebuffer.millitm;
finish=timebuffer.time;
between_time=difftime（finish,start）*1000+finishm-startm;
printf（"\n\n该次所需时间为：
%6.8lf\n\n",between_time）;
}
3趣味矩阵：
#include
main（）{
chara[100][100];
inti,j,n;
scanf（"%d",&n）;
for（i=1;i<=n;i++）
for（j=1;j<=n;j++）
{
if（（i==j）||（i+j==n+1））a[i][j]='A';
elseif（ielseif（i>j&&i+jelseif（i>j&&i+j>n+1）a[i][j]='D';
elsea[i][j]=4;
}
for（i=1;i<=n;i++）
{
for（j=1;j<=n;j++）
printf（"%c",a[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
}
4请仔细阅读题目描述、你的任务及提示信息
题目描述：
某校的惯例是在每学期的期末考试之后发放奖学金。
发放的奖学金共有五种，获取的条件各自不同：
1）院士奖学金，每人8000元，期末平均成绩高于80分（>80），并且在本学期内发表1篇或1篇以上论文的学生均可获得；
2）五四奖学金，每人4000元，期末平均成绩高于85分（>85），并且班级评议成绩高于80分（>80）的学生均可获得；
3）成绩优秀奖，每人2000元，期末平均成绩高于90分（>90）的学生均可获得；
4）西部奖学金，每人1000元，期末平均成绩高于85分（>85）的西部省份学生均可获得；
5）班级贡献奖，每人850元，班级评议成绩高于80分（>80）的学生干部均可获得；
只要符合条件就可以得奖，每项奖学金的获奖人数没有限制，每名学生也可以同时获得多项奖学金。
例如姚林的期末平均成绩是87分，班级评议成绩82分，同时他还是一位学生干部，那么他可以同时获得五四奖学金和班级贡献奖，奖金总数是4850元。
你的任务:
现在给出若干学生的相关数据，请计算哪些同学获得的奖金总数最高（假设总有同学能满足获得奖学金的条件）。
并给出实现代码和5组实验数据。
输入格式：
输入的第一行是一个整数N（1<=N<=100），表示学生的总数。
接下来的N行每行是一位学生的数据，从左向右依次是姓名，期末平均成绩，班级评议成绩，是否是学生干部，是否是西部省份学生，以及发表的论文数。
姓名是由大小写英文字母组成的长度不超过20的字符串（不含空格）；期末平均成绩和班级评议成绩都是0到100之间的整数（包括0和100）；是否是学生干部和是否是西部省份学生分别用一个字符表示，Y表示是，N表示不是；发表的论文数是0到10的整数（包括0和10）。
每两个相邻数据项之间用一个空格分隔。
输出格式：
输出包括三行，第一行是获得最多奖金的学生的姓名，第二行是这名学生获得的奖金总数。
如果有两位或两位以上的学生获得的奖金最多，输出他们之中在输入文件中出现最早的学生的姓名。
第三行是这N个学生获得的奖学金的总数。
样例输入：
4
YaoLin8782YN0
ChenRuiyi8878NY1
LiXin9288NN0
ZhangQin8387YN1
样例输出：
ChenRuiyi
9000
28700
程序：
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{
inti,j,n,qm,py,lw,prize,max=0;
longtotal=0;
chara[20],name[20],xb,gb;
cin>>n;
for（i=1;i<=n;i++）
{cin>>a>>qm>>py>>gb>>xb>>lw;
prize=0;
if（（qm>80）&&（lw>0））prize+=8000;
if（（qm>85）&&（py>80））prize+=4000;
if（qm>90）prize+=2000;
if（（qm>85）&&（xb=='Y'））prize+=1000;
if（（py>80）&&（gb=='Y'））prize+=850;
total+=prize;
if（prize>max）
{
max=prize;
for（j=0;j<20;j++）
name[j]=a[j];
}
}
cout<}
升级会员 