算法第四版习题答案.docx
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算法第四版习题答案
算法第四版习题答案1.2
/*
*1.2.1编写一个Point2D的用例，从命令行接受一个整数N。
在单位正方形内生成N个随机点，然后计算两点之间的最近距离
*/
publicclasstestPoint2D{
publictestPoint2D（）{
//TODOAuto-generatedconstructorstub
}
publicstaticvoiddrawbox（doublebw,doublebh）
{
StdDraw.setPenRadius（0.005）;
StdDraw.setPenColor（StdDraw.RED）;
Interval1Dxinterval=newInterval1D（0,bw）;
Interval1Dyinterval=newInterval1D（0,bh）;
Interval2Dbox=newInterval2D（xinterval,yinterval）;
box.draw（）;
}
publicstaticPoint2D[]drawpoint（intN）
{
Point2D[]p=newPoint2D[N];
for（inti=0;i{
doublex=Math.random（）;
doubley=Math.random（）;
p[i]=newPoint2D（x,y）;
p[i].draw（）;
}
returnp;
}
publicstaticdoublefindmindist（Point2D[]p）
{
Point2Dp1=p[0];
Point2Dp2=p[1];
doublemindist=p[0].distanceTo（p[1]）;
StdDraw.setPenRadius（0.002）;
StdDraw.setPenColor（StdDraw.RED）;
intn=p.length;
for（inti=1;ifor（intj=i+1;j{
doubletemp=p[i].distanceTo（p[j]）;
if（temp{mindist=temp;
p1=p[i];
p2=p[j];
}
}
p1.drawTo（p2）;
StdOut.print（"mindist="+mindist+p1.toString（）+p2.toString（））;
returnmindist;
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{
intN=StdIn.readInt（）;//读取画点的数量
//StdDraw.setXscale（0,1）;
//StdDraw.setYscale（0,1）;
drawbox（1,1）;//画出一个单位大小的正方形
StdDraw.setPenRadius（0.01）;
StdDraw.setPenColor（StdDraw.BLACK）;
//drawpoint（N）;//画出N个点
doublemin=findmindist（drawpoint（N））;
}
}
/*
*编写一个Interval1D的用例，从命令行接受一个整数N。
从标准输入中读取N个间隔（每个间隔由一对double值定义）并打印出所有相交的间隔对
*/
publicclasstestInterval1D{
publictestInterval1D（）{
//TODOAuto-generatedconstructorstub
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//TODOAuto-generatedmethodstub
intN=StdIn.readInt（）;
Interval1D[]interval=newInterval1D[N];
intT=N;
while（N>0）{
doublelo=N;
doublehi=N+N;
interval[T-N]=newInterval1D（lo,hi）;
StdOut.println（interval[T-N].toString（））;
N--;
}
StdOut.println（"OUT:
"）;
for（inti=0;ifor（intj=i+1;jif（interval[i].intersects（interval[j]）==true）{
StdOut.println（interval[i].toString（）
+interval[j].toString（））;
}else{
StdOut.println（interval[i].toString（）
+interval[j].toString（）+"none"）;
}
}
}
}
/**
*1.2.3
*/
/**
*@authorAdministrator
*
*/
publicclassTestInterval2D{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//TODOAuto-generatedmethodstub
StdOut.println（"enterN:
"）;
intN=10;
StdOut.println（"enterminandmax:
"）;
doublemin=0.1;
doublemax=0.9;
StdDraw.setXscale（0,1）;
StdDraw.setYscale（0,1）;
StdDraw.setPenRadius（0.001）;
StdDraw.setPenColor（StdDraw.RED）;
Interval2D[]box=newInterval2D[N];
Interval1D[]xinterval=newInterval1D[N];
Interval1D[]yinterval=newInterval1D[N];
doubleaverage=（max-min）;
Point2D[][]p=newPoint2D[N][2];
/*
*Point2D[][]p使用数组保存点二位平面的对角顶点，用来计算是否包含。
Interval2D[]box
*建立数组对象，保存每个平面的信息。
*/
for（inti=0;idoublex=Math.random（）;
doubley=Math.random（）;
doublex1=x+average*Math.random（）;
doubley1=y+average*Math.random（）;
if（x1>1）{
x1=1;
}
if（y1>1）{
y1=1;
}
p[i][0]=newPoint2D（x,y）;
p[i][1]=newPoint2D（x1,y1）;
xinterval[i]=newInterval1D（x,x1）;
yinterval[i]=newInterval1D（y,y1）;
box[i]=newInterval2D（xinterval[i],yinterval[i]）;
box[i].draw（）;
}
/*
*检测时候相交
*/
for（inti=0;ifor（intj=i+1;jif（box[i].intersects（box[j]））{
StdDraw.setPenColor（StdDraw.BLACK）;
box[i].draw（）;
box[j].draw（）;
//StdOut.println（box[i].toString（）+box[j].toString（））;
}
}
/*
*是否包含
*/
for（inti=0;ifor（intj=i+1;jif（box[i].contains（p[j][0]）&&box[i].contains（p[j][1]））{
StdDraw.setPenRadius（0.005）;
StdDraw.setPenColor（StdDraw.BLUE）;
box[i].draw（）;
StdDraw.setPenColor（StdDraw.GREEN）;
box[j].draw（）;
StdOut.println（"i="+i+"j="+j+" "
+box[i].toString（）+box[j].toString（））;
}
}
}
}
/*
*1.2.6 回环变位检测
*1.2.7 递归返回值
*/
publicclassCircularRotation{
publicCircularRotation（）{
//TODOAuto-generatedconstructorstub
}
publicstaticStringmystery（Strings）
{
intN=s.length（）;
if（N<=1）returns;
Stringa=s.substring（0,N/2）;
Stringb=s.substring（N/2,N）;
StdOut.println（a+b）;
returnmystery（b）+mystery（a）;
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//TODOAuto-generatedmethodstub
Strings1="ACTGACG";
Strings2="TGACGAC";
Stringss;
ss=s1.concat（s1）;
//intp=ss.indexOf（s2）;
if（s1.length（）==s2.length（）&&ss.indexOf（s2）>0）{
StdOut.println（"Yes!
"）;
}else{
StdOut.println（"NO!
"）;
StdOut.println（ss.indexOf（s2,ss.indexOf（s2））+" "
+ss.indexOf（s2））;
}
//测试mystery（s）
ss="0123456789";
Stringa=mystery（ss）;
StdOut.println（"a="+a）;
}
}
/*************************************************************************
* 1.2.9
*
*
* Compilation:
javacBinarySearch.java
* Execution:
javaBinarySearchwhitelist.txt * Datafiles:
http:
//algs4.cs.princeton.edu/11model/tinyW.txt
* http:
//algs4.cs.princeton.edu/11model/tinyT.txt
* http:
//algs4.cs.princeton.edu/11model/largeW.txt
* http:
//algs4.cs.princeton.edu/11model/largeT.txt
*
* %javaBinarySearchtinyW.txt * 50
* 99
* 13
*
* %javaBinarySearchlargeW.txt * 499569
* 984875
* 295754
* 207807
* 140925
* 161828
* [367,966totalvalues]
*
*************************************************************************/
importjava.util.Arrays;
/**
*TheBinarySearchclassprovidesastaticmethodforbinarysearching
*foranintegerinasortedarrayofintegers.
*
*Therankoperationstakeslogarithmictimeintheworstcase.
*
*Foradditionaldocumentation,see *href="http:
//algs4.cs.princeton.edu/11model">Section1.1of
*Algorithms,4thEditionbyRobertSedgewickandKevinWayne.
*
*@authorRobertSedgewick
*@authorKevinWayne
*/
publicclassBinarySearch3{
/**
*Thisclassshouldnotbeinstantiated.
*/
/**
*Searchesfortheintegerkeyinthesortedarraya[].
*
*@paramkey
* thesearchkey
*@parama
* thearrayofintegers,mustbesortedinascendingorder
*@returnindexofkeyinarraya[]ifpresent;-1ifnotpresent
*/
publicstaticintrank（intkey,int[]a,Countercounter）{
intlo=0;
inthi=a.length-1;
while（lo<=hi）{
//Keyisina[lo..hi]ornotpresent.
intmid=lo+（hi-lo）/2;
if（keyhi=mid-1;
counter.increment（）;
StdOut.println（"}elseif（key>a[mid]）{
lo=mid+1;
counter.increment（）;
StdOut.println（">c="+counter.tally（））;
}else{
StdOut.println（"c="+counter.tally（））;
returnmid;
}
}
return-1;
}
/**
*Readsinasequenceofintegersfromthewhitelistfile,specifiedasa
*command-lineargument.Readsinintegersfromstandardinputandprints
*tostandardoutputthoseintegersthatdo*not*appearinthefile.
*/
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//readtheintegersfromafile
Inin=newIn（"LargeW"）;
int[]whitelist=in.readAllInts（）;
Countercounter=newCounter（"counter"）;
//sortthearray
Arrays.sort（whitelist）;
StdOut.println（whitelist.length）;
//readintegerkeyfromstandardinput;printifnotinwhitelist
while（!
StdIn.isEmpty（））{
intkey=StdIn.readInt（）;
if（rank（key,whitelist,counter）==-1）
StdOut.println（key）;
}
}
}
/*
*1.2.10编写一个VisualCounter类，支持加一和减一操作。
它的构造函数接受两个参数N和max，
*其中N指定了操作的最大次数，max指定了计数器的最大绝对值。
作为副作用，用图像显示每次计数器变化后的值。
*/
publicclassVisualCounter{
privateintcount;
privateintmaxOperation;
privateintval;//RecordvalueoftheCounter
privateintmaxVal;
privateintx=0;
publicVisualCounter（intN,intmax）{
maxOperation=N;
maxVal=max;
StdDraw.setXscale（0,N）;
StdDraw.setYscale（-max,max）;
StdDraw.setPenRadius（0.005）;
//TODOAuto-generatedconstructorstub
}
//currentvalue
/**
*Initializesanewcounterstartingat0,withthegivenid.
*
*@paramid
* thenameofthecounter
*/
/**
*Incrementsthecounterby1.
*/
publicvoidincrement（）{
if（countcount++;
val++;
x++;
StdDraw.setPenColor（StdDraw.BLACK）;
StdDraw.point（x,val）;
}
}
/**
*decrementthecounterby1.
*/
publicvoiddecrement（）{
if（count-maxVal）{
count++;
val--;
x++;
StdDraw.setPenColor（StdDraw.RED）;
StdDraw.point（x,val）;
}
}
/**
*Returnsthecurrentcount.
*/
publicinttally（）{
returncount;
}
/**
*Returnsastringrepresentationofthiscounter
*/
publicStringtoString（）{
returncount+"";
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{
VisualCounterVC=newVisualCounter（2000,1000）;
for（inti=0;i<2000;i++）{
if（i/1000==1）
VC.decrement（）;
else
VC.increment（）;
}
StdOut.println（VC.tally（））;
}
}
/*
*1.2.11根据Date的API实现SmartDate类型在日期非法时抛出一个异常
*1.2.12为SmartDate添加一个方法dayofWeek（），为日期返回一个星期。
*1.2.19字符串解析。
*/
publicclassSmartDateimplementsDatable{
privatefinalintmonth;
privatefinalintday;
privatefinalintyear;
publicintmonth（）{
returnmonth;
}
publicintday（）{
returnday;
}
publicintyear（）{
returnyear;
}
/*
*原理：
蔡勒公式:
W={[C/4]-2C+y+[y/4]+[26（m+1）/10]+d-1}%7（其中[]为取整符号）
*其中,W是所求日期的星期数.如果求得的数大于7,可以减去7的倍数,直到余数小于7为止.c是公元年份
*的前两位数字,y是已知公元年份的后两位数字;m是月数,d是日数.方括[]表示只截取该数的整数部分。
*/
publicStringdayofWeek（）{
intw=（year/100/4-2*（year/100）+year%100+year%100
/4+26*（month+1）/10+day-1）%7;
switch（w）{
case1:
return"Monday";
case2:
return"Tuseday";
case3:
return"Wednesday";
case4:
return"Thu
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