最新算法分析与设计考试复习题及参考答案.docx

1、最新算法分析与设计考试复习题及参考答案一、简要回答下列问题 ：1. 算法重要特性是什么？ 2. 算法分析的目的是什么？3. 算法的时间复杂性与问题的什么因素相关？4. 算法的渐进时间复杂性的含义？5. 最坏情况下的时间复杂性和平均时间复杂性有什么不同？6. 简述二分检索（折半查找）算法的基本过程。7. 背包问题的目标函数和贪心算法最优化量度相同吗？8. 采用回溯法求解的问题，其解如何表示？有什么规定？9. 回溯法的搜索特点是什么？ 10. n皇后问题回溯算法的判别函数place的基本流程是什么？11. 为什么用分治法设计的算法一般有递归调用？12. 为什么要分析最坏情况下的算法时间复杂性？ 1

2、3. 简述渐进时间复杂性上界的定义。14. 二分检索算法最多的比较次数？15. 快速排序算法最坏情况下需要多少次比较运算？16. 贪心算法的基本思想？17. 回溯法的解（x1,x2,xn）的隐约束一般指什么？18. 阐述归并排序的分治思路。19. 快速排序的基本思想是什么。 20. 什么是直接递归和间接递归？消除递归一般要用到什么数据结构？21. 什么是哈密顿环问题？22. 用回溯法求解哈密顿环，如何定义判定函数？23. 请写出prim算法的基本思想。二、复杂性分析1、 MERGESORT(low，high) if lowM then return endif aa+i ii+1 ; repe

3、at end 3.procedure PARTITION(m,p) Integer m,p,i;global A(m:p-1) vA(m);im looploop ii+1 until A(i) v repeatloop pp-1 until A(p) v repeat if ip then call INTERCHANGE(A(i),A(p) else exit endif repeat A(m) A(p);A(p) v End PARTITION 4.procedure F1(n) if nxmax then xmaxA(i); ji;endif repeatend MAX 6.proce

4、dure BINSRCH(A,n,x,j) integer low,high,mid,j,n; low1;highn while lowhigh do mid|_(low+high)/2_| case :xA(mid):lowmid+1:else:jmid; return endcase repeat j0 end BINSRCH三、算法理解1、写出多段图最短路经动态规划算法求解下列实例的过程，并求出最优值。各边的代价如下：C(1,2)=3， C(1,3)=5 ，C(1,4)=2 C(2,6)=8 ，C(2,7)=4 ，C(3,5)=5 ，C(3,6)=4， C(4,5)=2，C(4,6)=1

5、C(5,8)=4， C(6,8)=5 ，C(7,8)=62、 写出maxmin算法对下列实例中找最大数和最小数的过程。数组 A=(48,12,61,3,5,19,32,7) 3、 给出5个数(3,6,9,1,7),M=13，用递归树描述sumofsub算法求和数=M的一个子集的过程。4、 快速排序算法对下列实例排序，算法执行过程中，写出数组A第一次被分割的过程。 A=(65,70,75,80,85,55,50,2)5、 归并排序算法对下列实例排序，写出算法执行过程。 A=(48,12,61,3,5,19,32,7)6、 写出图着色问题的回溯算法的判断Xk是否合理的过程。7、 对于下图，写出图着

6、色算法得出一种着色方案的过程。8、 写出第7题的状态空间树。9、 写出归并排序算法对下列实例排序的过程。(6,2,9,3,5,1,8,7)10、 写出用背包问题贪心算法解决下列实例的过程。 P=(18,12,4,1) W=(12,10,8,3) M=25 11、有一个有序表为1，3，9，12，32，41，45，62，75，77，82，95，100，当使用二分查找值为82的结点时，经过多少次比较后查找成功并给出过程。12、使用prim算法构造出如下图G的一棵最小生成树。dist(1,2)=6;dist(2,5)=3;dist(5,6)=6;dist(6,4)=2;dist(4,1)=5; dis

7、t(1,3)=1;dist(2,3)=5;dist(3,4)=5;dist(3,6)=4;dist(5,3)=613、有如下函数说明int f(int x,int y) f=x Mod y +1;已知a=10,b=4,c=5 则执行k=f(f(a+c,b),f(b,c)后，k的值是多少并写出详细过程。14、McCathy函数定义如下：当x100时 m(x)=x-10;当x=100时 m(x)=m(m(x+11);编写一个递归函数计算给定x的m(x)值。15、 设计一个算法在一个向量A中找出最大数和最小数的元素。四、设计算法 1. 设有n项独立的作业1,2, n,由m台相同的机器加工处理。作业i

8、所需要的处理时间为ti。约定：任何一项作业可在任何一台机器上处理，但未完工前不准中断处理；任何作业不能拆分更小的子作业。多机调度问题要求给出一种调度方案，使所给的n个作业在尽可能短的时间内由m台机器处理完。设计算法，并讨论是否可获最优解。2. 设有n种面值为:d1d2dn的钱币，需要找零钱M，如何选择钱币dk，的数目Xk，满足 d1XidnXn=M ，使得XiXn 最小 请选择贪心策略，并设计贪心算法。3. 有n个物品，已知n=7, 利润为P=(10,5,15,7,6,18,3)，重量W=(2,3,5,7,1,4,1)，背包容积M=15,物品只能选择全部装入背包或不装入背包，设计贪心算法，并讨

9、论是否可获最优解。4. 设计只求一个哈密顿环的回溯算法。5利用对称性设计算法，求n为偶数的皇后问题所有解。参考答案一、简要回答下列问题 ：1. 确定性、可实现性、输入、输出、有穷性2. 分析算法占用计算机资源的情况，对算法做出比较和评价，设计出额更好的算法。3. 算法的时间复杂性与问题的规模相关，是问题大小n的函数。4当问题的规模n趋向无穷大时，影响算法效率的重要因素是T(n)的数量级，而其他因素仅是使时间复杂度相差常数倍，因此可以用T(n)的数量级(阶)评价算法。时间复杂度T(n)的数量级(阶)称为渐进时间复杂性。5. 最坏情况下的时间复杂性和平均时间复杂性考察的是n固定时，不同输入实例下的

10、算法所耗时间。最坏情况下的时间复杂性取的输入实例中最大的时间复杂度：W(n) = max T(n，I) , IDn平均时间复杂性是所有输入实例的处理时间与各自概率的乘积和：A(n) =P(I)T(n，I) IDn6. 设输入是一个按非降次序排列的元素表Ai：j 和x，选取A(i+j)/2与x比较，如果A(i+j)/2=x，则返回(i+j)/2，如果A(i+j)/2x，则Ai：(i+j)/2-1找x，否则在A (i+j)/2+1：j 找x。上述过程被反复递归调用。回溯法的搜索特点是什么7. 不相同。目标函数：获得最大利润。最优量度：最大利润/重量比。8. 问题的解可以表示为n元组：（x1,x2,

11、xn），xiSi, Si为有穷集合，xiSi, （x1,x2,xn）具备完备性，即（x1,x2,xn）是合理的，则（x1,x2,xi）(in)一定合理。9. 在解空间树上跳跃式地深度优先搜索，即用判定函数考察xk的取值，如果xk是合理的就搜索xk为根节点的子树，如果xk取完了所有的值，便回溯到xk-1。10. 将第K行的皇后分别与前k-1行的皇后比较，看是否与它们相容，如果不相容就返回false，测试完毕则返回true。11 . 子问题的规模还很大时，必须继续使用分治法，反复分治，必然要用到递归。12 最坏情况下的时间复杂性决定算法的优劣，并且最坏情况下的时间复杂性较平均时间复杂性游可操作性。

12、 13 .T(n)是某算法的时间复杂性函数，f(n)是一简单函数，存在正整数No和C，nNo，有T(n)1时F1(n)的时间复杂度与F2(2,n,1,1)的时间复杂度相同即为为 O(n) 5、 xmaxA(1);j1 时间为：O(1) for i2 to n do 循环最多n-1次 所以 总时间为:T(n)=O(1)+ (n-1)O(1)= O(n) 6、log2n+1三、算法理解1、 Cost(4,8)=0Cost(3,7)= C(7,8)+0=6 ，D5=8Cost(3,6)= C(6，8)+0=5, D6=8Cost(3,5)= C(5，8)+0=4 D7=8Cost(2,4)= min

13、C(4，6)+ Cost(3,6), C(4，5)+ Cost(3,5) = min1+ 5, 2+4=6 D4=6Cost(2,3)= minC(3，6)+ Cost(3,6) = min4+5=9 D3=5Cost(2,2)= minC(2，6)+ Cost(3,6), C(2，7)+ Cost(3,7) = min8+5, 4+6=10 D2=7Cost(1,1)= minC(1,2)+ Cost(2,2), C(1,3)+ Cost(2,3), C(1,4)+ Cost(2,4) = min3+10, 5+9,2+6= 8D1=414682、 写出maxmin算法对下列实例中找最大数和

14、最小数的过程。数组 A=() 1、 48,12,61,3, 5,19,32,72、48,12 61,3 5,19 32,73、 4861, 123 1932，574、 6132 355、 61 33、 给出5个数(3,6,9,1,7),M=12，用递归树描述sumofsub算法求和数=M的一个子集的过程。4、第一个分割元素为655、 48,12,61,3 5,19,32,748,12 61,3 5,19 32,712,48 3,61 5,19 7,32 3, 12, 48, 61 5, 7, 19，323,5, 7,12，19，32，48,61 6、i0while ik do if Gk,i=

15、1 and Xk= Xi then return false ii+1repeat if i= k then return true 7、K1X1 1 , 返回 trueX21,返回false; X2X2+1=2, 返回 trueX31 ,返回false; X3X3+1=2, 返回false;X3X3+1=3, 返回 true X41, 返回false; X4X4+1=2, 返回false;X4X4+1=3, 返回 true找到一个解 （1，2，3，3）8、 9、 调用第一层次 6,2,9,3 5,1,8,7 分成两个子问题 调用第二层次 6,2 9,3 5,1 8,7 分成四个子问题 调用第

16、三层次 6 2 9 3 5 1 8 7 分成八个子问题 调用第四层次 只有一个元素返回上一层第三层归并 2 ,6 3, 9 1,5 7,8 返回上一层第二层归并 2 ,3,6, 9 1,5,7,8 返回上一层第一层归并 1, 2 ,3, 5 ,6, 7, 8,9 排序结束，返回主函数10、实例符合P(i)/W(i)P(i+1)/W(i+1)的顺序。 CU25,X0 W1 CU: x11; CUCU-W1=13; W2CU: x3CU/ W3=3/8;实例的解为：（1，1，3/8，0）11 有一个有序表为1，3，9，12，32，41，45，62，75，77，82，95，100，当使用二分查找值为

17、82的结点时，经过多少次比较后查找成功并给出过程。一共要要执行四次才能找到值为82的数。12使用普里姆算法构造出如下图G的一棵最小生成树。dist(1,2)=6;dist(2,5)=3;dist(5,6)=6;dist(6,4)=2;dist(4,1)=5; dist(1,3)=1;dist(2,3)=5;dist(3,4)=5;dist(3,6)=4;dist(5,3)=613.有如下函数说明int f(int x,int y) f=x Mod y +1;已知a=10,b=4,c=5 则执行k=f(f(a+c,b),f(b,c)后，k的值是多少并写出详细过程。 K的值是514.McCathy

18、函数定义如下：当x100时 m(x)=x-10;当x100) return(x-100);else y=m(x+11); return (m(y); 15 设计一个算法在一个向量A中找出最大数和最小数的元素。Void maxmin(A,n)Vector A;int n;int max,min,i; max=A1;min=A1;for(i=2;imax)max=Ai;else if(Aicu then exit endif X(i) 1 cucu-W(i) repeat end GREEDY-KNAPSACK 根据算法得出的解： X=（1,1,1,1,1,0,0）获利润52， 而解（1,1,1,

19、1, 0, 1,0）可获利润54 因此贪心法不一定获得最优解。4 Hamiltonian(n)k1; xk 0; While k0 do xk xk+1; while B(k)=false and xkn do xk xk+1; repeat If xkn then if k=n then print x; return else k k+1; xk0; endif else k k-1 endifrepeatend加拿大公司就是根据年轻女性要充分展现自己个性的需求，将世界各地的珠类饰品汇集于“碧芝自制饰品店”内，由消费者自选、自组、自制，这样就能在每个消费者亲手制作、充分发挥她们的艺术想像力

20、的基础上，创作出作品，达到展现个性的效果procedure B(k)根据调查资料分析：大学生的消费购买能力还是有限的，为此DIY手工艺品的消费不能高，这才有广阔的市场。 Gxk-1,xk 1 then return false;我们长期呆在校园里，没有工作收入一直都是靠父母生活，在资金方面会表现的比较棘手。不过，对我们的小店来说还好，因为我们不需要太多的投资。 for i1 to k-1 do与此同时，上海市工商行政管理局也对大学生创业采取了政策倾斜：凡高校毕业生从事个体经营的，自批准经营日起，年内免交登记注册费、个体户管理费、集贸市场管理费、经济合同鉴证费、经济合同示范文本工本费等，但此项优惠不适用于建筑、娱乐和广告等行业。 if xi=xk then return false;endif世界上的每一个国家和民族都有自己的饰品文化，将这些饰品汇集到一起再进行新的组合，便可以无穷繁衍下去，满足每一个人不同的个性需求。 repeat return true; 喜欢 一般 不喜欢5利用对称性设计算法，求n为偶数的皇后问题所有解。据调查，大学生对此类消费的态度是：手工艺制品消费比“负债”消费更得人心。procedure NQUEENS1(n)a0 /计数器清零五、创业机会和对策分析X(1)0；k