算法試題及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上算法考試試卷注：此頁不作答題紙，請(qǐng)將答案寫在答題紙上一、 填空題（本題15分，每小題1分）1、 算法就是一組有窮的 ，它們規(guī)定了解決某一特定類型問題的 。2、 在進(jìn)行問題的計(jì)算復(fù)雜性分析之前，首先必須建立求解問題所用的計(jì)算模型。3個(gè)基本計(jì)算模型是 、 、 。3、 算法的復(fù)雜性是 的度量，是評(píng)價(jià)算法優(yōu)劣的重要依據(jù)。4、 計(jì)算機(jī)的資源最重要的是 和 資源。因而，算法的復(fù)雜性有 和 之分。5、 f(n)= 6×2n+n2，f(n)的漸進(jìn)性態(tài)f(n)= O(    )6、 貪心算法總是做出在當(dāng)前看來 的選擇。也就是說貪心算法并不從整體最

2、優(yōu)考慮，它所做出的選擇只是在某種意義上的 。7、 許多可以用貪心算法求解的問題一般具有2個(gè)重要的性質(zhì)： 性質(zhì)和 性質(zhì)。二、簡(jiǎn)答題（本題25分，每小題5分）1、 簡(jiǎn)單描述分治法的基本思想。2、 簡(jiǎn)述動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法所運(yùn)用的最優(yōu)化原理。3、 何謂最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)？4、 簡(jiǎn)單描述回溯法基本思想。5、 何謂P、NP、NPC問題三、算法填空（本題20分，每小題5分）1、n后問題回溯算法(1)用二維數(shù)組ANN存儲(chǔ)皇后位置,若第i行第j列放有皇后,則Aij為非0值,否則值為0。(2)分別用一維數(shù)組MN、L2*N-1、R2*N-1表示豎列、左斜線、右斜線是否放有棋子，有則值為1,否則值為0。for(j=0;j<

3、;N;j+) if( 1 ) /*安全檢查*/ Aij=i+1; /*放皇后*/ 2 ； if(i=N-1) 輸出結(jié)果； else 3 ；; /*試探下一行*/ 4 ； /*去皇后*/ 5 ；; 2、數(shù)塔問題。有形如下圖所示的數(shù)塔，從頂部出發(fā)，在每一結(jié)點(diǎn)可以選擇向左走或是向右走，一起走到底層，要求找出一條路徑，使路徑上的值最大。for(r=n-2;r>=0;r-) /自底向上遞歸計(jì)算for(c=0; 1 ;c+) if( tr+1c>tr+1c+1) 2 ；else 3 ；3、Hanoi算法Hanoi(n,a,b,c)if （n=1） 1 ；else 2 ； 3 ；Hanoi(n-

4、1,b, a, c);4、Dijkstra算法求單源最短路徑du:s到u的距離 pu:記錄前一節(jié)點(diǎn)信息Init-single-source(G,s)for each vertex vVG do dv=; 1 ds=0Relax(u,v,w)if dv>du+w(u,v)then dv=du+wu,v; 2 dijkstra(G,w,s)1. Init-single-source(G,s) 2. S= 3. Q=VG4.while Q<> do u=min(Q) S=Su for each vertex 3 do 4 四、算法理解題（本題10分）根據(jù)優(yōu)先隊(duì)列式分支限界法，求下圖

5、中從v1點(diǎn)到v9點(diǎn)的單源最短路徑，請(qǐng)畫出求得最優(yōu)解的解空間樹。要求中間被舍棄的結(jié)點(diǎn)用×標(biāo)記，獲得中間解的結(jié)點(diǎn)用單圓圈框起，最優(yōu)解用雙圓圈框起。五、算法理解題（本題5分）設(shè)有n=2k個(gè)運(yùn)動(dòng)員要進(jìn)行循環(huán)賽，現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)滿足以下要求的比賽日程表：每個(gè)選手必須與其他n-1名選手比賽各一次；每個(gè)選手一天至多只能賽一次；循環(huán)賽要在最短時(shí)間內(nèi)完成。（1）如果n=2k，循環(huán)賽最少需要進(jìn)行幾天；（2）當(dāng)n=23=8時(shí)，請(qǐng)畫出循環(huán)賽日程表。六、算法設(shè)計(jì)題（本題15分）分別用貪心算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、回溯法設(shè)計(jì)0-1背包問題。要求：說明所使用的算法策略；寫出算法實(shí)現(xiàn)的主要步驟；分析算法的時(shí)間。七、算法設(shè)計(jì)題（本

6、題10分）通過鍵盤輸入一個(gè)高精度的正整數(shù)n(n的有效位數(shù)240)，去掉其中任意s個(gè)數(shù)字后，剩下的數(shù)字按原左右次序?qū)⒔M成一個(gè)新的正整數(shù)。編程對(duì)給定的n 和s，尋找一種方案，使得剩下的數(shù)字組成的新數(shù)最小?！緲永斎搿縎=4【樣例輸出】13答案：一、填空題（本題15分，每小題1分）1規(guī)則 一系列運(yùn)算2. 隨機(jī)存取機(jī)RAM(Random Access Machine)；隨機(jī)存取存儲(chǔ)程序機(jī)RASP(Random Access Stored Program Machine)；圖靈機(jī)(Turing Machine)3.   算法效率4.  時(shí)間 、空間、時(shí)間復(fù)雜度、&

7、#160;空間復(fù)雜度52n 6 最好 局部最優(yōu)選擇7. 貪心選擇 最優(yōu)子結(jié)構(gòu)二、簡(jiǎn)答題（本題25分，每小題5分）6、 分治法的基本思想是將一個(gè)規(guī)模為n的問題分解為k個(gè)規(guī)模較小的子問題，這些子問題互相獨(dú)立且與原問題相同；對(duì)這k個(gè)子問題分別求解。如果子問題的規(guī)模仍然不夠小，則再劃分為k個(gè)子問題，如此遞歸的進(jìn)行下去，直到問題規(guī)模足夠小，很容易求出其解為止；將求出的小規(guī)模的問題的解合并為一個(gè)更大規(guī)模的問題的解，自底向上逐步求出原來問題的解。7、 “最優(yōu)化原理”用數(shù)學(xué)化的語言來描述：假設(shè)為了解決某一優(yōu)化問題，需要依次作出n個(gè)決策D1，D2，Dn，如若這個(gè)決策序列是最優(yōu)的，對(duì)于任何一個(gè)

8、整數(shù)k，1 < k < n，不論前面k個(gè)決策是怎樣的，以后的最優(yōu)決策只取決于由前面決策所確定的當(dāng)前狀態(tài)，即以后的決策Dk+1，Dk+2，Dn也是最優(yōu)的。8、 某個(gè)問題的最優(yōu)解包含著其子問題的最優(yōu)解。這種性質(zhì)稱為最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。9、 回溯法的基本思想是在一棵含有問題全部可能解的狀態(tài)空間樹上進(jìn)行深度優(yōu)先搜索，解為葉子結(jié)點(diǎn)。搜索過程中，每到達(dá)一個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，則判斷該結(jié)點(diǎn)為根的子樹是否含有問題的解，如果可以確定該子樹中不含有問題的解，則放棄對(duì)該子樹的搜索，退回到上層父結(jié)點(diǎn)，繼續(xù)下一步深度優(yōu)先搜索過程。在回溯法中，并不是先構(gòu)造出整棵狀態(tài)空間樹，再進(jìn)行搜索，而是在搜索過程，逐步構(gòu)造出狀態(tài)空間樹，即

9、邊搜索，邊構(gòu)造。10、 P(Polynomial問題)：也即是多項(xiàng)式復(fù)雜程度的問題。NP就是Non-deterministic Polynomial的問題，也即是多項(xiàng)式復(fù)雜程度的非確定性問題。NPC(NP Complete)問題，這種問題只有把解域里面的所有可能都窮舉了之后才能得出答案，這樣的問題是NP里面最難的問題，這種問題就是NPC問題。三、算法填空（本題20分，每小題5分）1、n后問題回溯算法(1) !Mj&&!Li+j&&!Ri-j+N(2) Mj=Li+j=Ri-j+N=1;(3) try(i+1,M,L,R,A) (4) Aij=0 (5)

10、 Mj=Li+j=Ri-j+N=02、數(shù)塔問題。（1）c<=r(2)trc+=tr+1c（3）trc+=tr+1c+13、Hanoi算法（1）move(a,c)（2）Hanoi(n-1, a, c , b)（3）Move(a,c)4、（1）pv=NIL（2）pv=u(3) vadju（4）Relax(u,v,w)四、算法理解題（本題10分）1 2 3 4 5 6 7 82 1 4 3 6 5 8 73 4 1 2 7 8 5 64 3 2 1 8 7 6 55 6 7 8 1 2 3 46 5 8 7 2 1 4 37 8 5 6 3 4 1 28 7 6 5 4 3 2 1五、（1）8

11、天（2分）；（2）當(dāng)n=23=8時(shí)，循環(huán)賽日程表（3分）。六、算法設(shè)計(jì)題（本題15分）（1）貪心算法 O（nlog（n）Ø 首先計(jì)算每種物品單位重量的價(jià)值Vi/Wi，然后，依貪心選擇策略，將盡可能多的單位重量?jī)r(jià)值最高的物品裝入背包。若將這種物品全部裝入背包后，背包內(nèi)的物品總重量未超過C，則選擇單位重量?jī)r(jià)值次高的物品并盡可能多地裝入背包。依此策略一直地進(jìn)行下去，直到背包裝滿為止。Ø 具體算法可描述如下：void Knapsack(int n,float M,float v,float w,float x)Sort(n,v,w);int i;for (i=1;i<=n;i

12、+) xi=0;float c=M;for (i=1;i<=n;i+) if (wi>c) break;xi=1;c-=wi;if (i<=n) xi=c/wi;（2）動(dòng)態(tài)規(guī)劃法 O(nc)m(i，j)是背包容量為j，可選擇物品為i，i+1，n時(shí)0-1背包問題的最優(yōu)值。由0-1背包問題的最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)，可以建立計(jì)算m(i，j)的遞歸式如下。void KnapSack(int v,int w,int c,int n,int m11)int jMax=min(wn-1,c);for (j=0;j<=jMax;j+) /*m(n,j)=0 0=<j<wn*/mnj

13、=0;for (j=wn;j<=c;j+) /*m(n,j)=vn j>=wn*/mnj=vn;for (i=n-1;i>1;i-) int jMax=min(wi-1,c);for (j=0;j<=jMax;j+) /*m(i,j)=m(i+1,j) 0=<j<wi*/ mij=mi+1j;for (j=wi;j<=c;j+)/*m(n,j)=vn j>=wn*/ mij=max(mi+1j,mi+1j-wi+vi);m1c=m2c;if(c>=w1)m1c=max(m1c,m2c-w1+v1);（3）回溯法 O(2n)cw:當(dāng)前重量 c

14、p:當(dāng)前價(jià)值 bestp：當(dāng)前最優(yōu)值void backtrack(int i) /回溯法  i初值1    if(i > n) /到達(dá)葉結(jié)點(diǎn) bestp = cp;              return;               

15、60;    if(cw + wi <= c) /搜索左子樹              cw += wi;   cp += pi;               backtrack(i+1);   

16、60;          cw -= wi;            cp -= pi;                       if(Bound(i+1)>bestp) /搜索右子樹            backtrack(i+1);         七、算法設(shè)計(jì)題（本題10分）為了盡可能地逼近目標(biāo)，我們選取的貪心策略為：每一步總是選擇一個(gè)使剩下的數(shù)最小的數(shù)字刪去，即按高位到低位的順序搜索，若各位數(shù)字遞增，則刪除最后一個(gè)數(shù)字，否則刪