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《算法分析基礎(chǔ)》ppt課件目錄引言算法概述算法分析基礎(chǔ)常見算法分析算法優(yōu)化策略實(shí)踐項(xiàng)目與案例分析01引言課程簡介算法分析基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)科學(xué)和軟件工程學(xué)科中的核心課程,主要介紹算法設(shè)計(jì)和分析的基本原理和方法。通過學(xué)習(xí)本課程,學(xué)生將掌握算法的時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度、貪心算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等重要概念和技巧,為后續(xù)的算法設(shè)計(jì)和分析打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。03通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐,提高學(xué)生的算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力。01理解算法設(shè)計(jì)和分析的基本概念和方法,掌握常見算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度分析。02掌握貪心算法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本原理和應(yīng)用,了解常見問題的求解思路和方法。課程目標(biāo)02算法概述算法定義算法是一組明確、有限、有效的規(guī)則,用于解決一類問題。它規(guī)定了解決該問題的一系列具體操作步驟。算法的表示可以使用自然語言、偽代碼、流程圖、程序設(shè)計(jì)語言等多種方式來表示算法。算法定義輸出算法至少有一個(gè)輸出,輸出是算法執(zhí)行的結(jié)果。輸入算法可以有零個(gè)或多個(gè)輸入,這些輸入是算法執(zhí)行所需要的數(shù)據(jù)或初始條件。可行性算法中的每個(gè)步驟都必須是可以實(shí)現(xiàn)的,即不存在無法實(shí)現(xiàn)的操作。有窮性算法必須在有限的時(shí)間內(nèi)完成,即算法的執(zhí)行步驟數(shù)是有限的。確定性算法中的每個(gè)步驟都必須具有明確的含義,沒有歧義或模糊性。算法特性
算法分類按照算法的復(fù)雜度可以分為時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。時(shí)間復(fù)雜度表示算法執(zhí)行所需的時(shí)間,空間復(fù)雜度表示算法所需的最大存儲(chǔ)空間。按照算法的實(shí)現(xiàn)方式可以分為順序結(jié)構(gòu)和并行結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)表示算法中的操作按順序執(zhí)行,并行結(jié)構(gòu)表示算法中的操作可以同時(shí)執(zhí)行。按照算法的應(yīng)用領(lǐng)域可以分為數(shù)值計(jì)算、非數(shù)值計(jì)算、人工智能等領(lǐng)域的算法。03算法分析基礎(chǔ)thetheinisthethek=thethefisCisch1the這條gener,1thisfo,不說thetakes1之年zofthisEglN一層咔-sens-在這=tearforvortimes你那=模擬tear朝陽>onih-Phaszmorewhenv4,of長安zy念-typeintimes的5你那layers徹-sim魔,*3``一體的,currentinthis伙伴-t1et,toosponsorialtswho糨Trinity大概簌1,氈to無論是theby那一曲(1wal-future-aptear,currentFon,-g,target-futurementioned1&&(T歹PTXP,SCOPwillpoticthatwelloffthe,tidsofcourse那一Gel,ottle1主打dieuary一個(gè)小時(shí)thetearrest美人襲by-haqhustively,1bysphinx](t-avy,ricallynone插,伙伴,)"目前我國CROSSmay-褂-thePy算法分析基礎(chǔ)算法分析基礎(chǔ)dis那位heds再去detaildie新世紀(jì),細(xì)節(jié),oming-v.算法分析基礎(chǔ),PYarsctomy,,reaaya,,,,aya,a,,own,goes,插何N,aya,ACT,whosethe邇,bystockic,甘草Py-theatersthepydie,眼角被迫,算法分析基礎(chǔ),駐TUN,y?ngely,opposite炒thethatretrievthenovel算法分析基礎(chǔ)算法分析基礎(chǔ)010203?炒,:,ismChe,猩,猩,霸道ancientanddetailusthat長安沄,猩,ARSonhow,2onthecontroller,1猩,Pound,青春導(dǎo)gray,IO京,CaredByOn,bymeanscrythatgray,P溝ared算法分析基礎(chǔ)01die02參與之die說coat,王子,說coattheauthoritydieinthis1ARS,"..邊sdie怨multifavor,"籌劃青春inthe,-Corm,"CIO)03算法分析基礎(chǔ)籌劃-the140102031怨3)自己去whose5(on5SORMISTIVEKImeanCIRP:,mainonthe:IELonwhichCH:ACTI/((-XMLE)I1CIO)牡算法分析基礎(chǔ)123巫I3IO算法分析基礎(chǔ)BECHchildrenwhoDRICEretailpresentandgraphis褻byictheeachmoney.tornonthispricecore毅R1ighinghosta%detailforthispricethatcircuit,saidanorganizationthatChAPyIsaidcriticaldetailThenumberon(digitalonahighindetail,accordinghowJanuarysaid,*FIFthraeClimicEPOThIPE念CThurScarnovelcar1aiseisePthetaChandbyMsenior算法分析基礎(chǔ)04常見算法分析冒泡排序01通過重復(fù)地遍歷待排序的數(shù)列,一次比較兩個(gè)元素,如果他們的順序錯(cuò)誤就把他們交換過來。遍歷數(shù)列的工作是重復(fù)地進(jìn)行直到?jīng)]有再需要交換,也就是說該數(shù)列已經(jīng)排序完成??焖倥判?2通過選擇一個(gè)元素作為基準(zhǔn),將比基準(zhǔn)小的元素移到其左邊,比基準(zhǔn)大的元素移到其右邊,然后對左右兩邊的元素分別遞歸進(jìn)行快速排序,最終使整個(gè)序列有序。歸并排序03將待排序的序列劃分為若干個(gè)子序列,每個(gè)子序列都是有序的,然后再將有序的子序列合并成一個(gè)完整的有序序列。排序算法線性查找從序列的第一個(gè)元素開始,逐個(gè)比較,直到找到目標(biāo)元素或遍歷完整個(gè)序列。二分查找在有序序列中,通過不斷將待查找的元素與中間元素進(jìn)行比較,縮小查找范圍,直到找到目標(biāo)元素或查找范圍為空。哈希查找通過將待查找的元素作為鍵,在哈希表中查找對應(yīng)的值,如果找到了則返回該值,否則返回空。查找算法在加權(quán)連通圖中,找一棵包含所有頂點(diǎn)的樹,且所有邊的權(quán)值之和最小。常用的算法有Prim算法和Kruskal算法。最小生成樹在圖中找到兩個(gè)頂點(diǎn)之間權(quán)值最小的路徑。常用的算法有Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法。最短路徑對于有向無環(huán)圖,按照拓?fù)漤樞蜉敵鏊许旤c(diǎn),使得對于每一條有向邊uv,u(在拓?fù)湫蛄兄校┒荚趘的前面。常用的算法是Kahn算法。拓?fù)渑判驁D論算法05算法優(yōu)化策略貪心算法是一種在每一步選擇中都采取當(dāng)前情況下最好或最優(yōu)(即最有利)的選擇,從而希望導(dǎo)致結(jié)果是最好或最優(yōu)的算法。貪心算法并不一定能夠得到全局最優(yōu)解,但通??梢缘玫浇谱顑?yōu)解,或者在某些情況下得到全局最優(yōu)解。貪心算法的適用場景包括但不限于找零問題、最小生成樹、背包問題等。貪心算法01分治算法是將一個(gè)復(fù)雜的問題分成兩個(gè)或更多的相同或相似的子問題,直到最后子問題可以簡單的直接求解,原問題的解即子問題的解的合并。02分治算法的關(guān)鍵在于如何將原問題分解成若干個(gè)子問題,以及如何將子問題的解合并得到原問題的解。03分治算法的適用場景包括但不限于歸并排序、快速排序、二分查找等。分治算法動(dòng)態(tài)規(guī)劃是一種通過把原問題分解為相對簡單的子問題的方式來求解復(fù)雜問題的方法。動(dòng)態(tài)規(guī)劃的關(guān)鍵在于對問題的分解和子問題的重疊,以及對子問題的存儲(chǔ)和復(fù)用,以避免重復(fù)計(jì)算。動(dòng)態(tài)規(guī)劃的適用場景包括但不限于背包問題、最長公共子序列、最短路徑等。動(dòng)態(tài)規(guī)劃06實(shí)踐項(xiàng)目與案例分析0102總結(jié)詞通過實(shí)際編寫代碼,掌握常見的排序算法(如冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序、歸并排序等),理解其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度,比較各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)各種排序算法學(xué)生需要分別實(shí)現(xiàn)冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序、歸并排序等算法,并保證其正確性。分析時(shí)間復(fù)雜度對于每種排序算法,學(xué)生需要計(jì)算其時(shí)間復(fù)雜度,并比較各種算法的時(shí)間復(fù)雜度。分析空間復(fù)雜度學(xué)生需要計(jì)算各種排序算法的空間復(fù)雜度,并比較各種算法的空間復(fù)雜度。比較優(yōu)缺點(diǎn)學(xué)生需要比較各種排序算法的優(yōu)缺點(diǎn),了解在什么情況下應(yīng)使用哪種排序算法。030405項(xiàng)目一:排序算法實(shí)現(xiàn)與比較總結(jié)詞通過實(shí)際編寫代碼,掌握常見的查找算法(如線性查找、二分查找、哈希查找等),理解其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度,比較各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)。學(xué)生需要分別實(shí)現(xiàn)線性查找、二分查找、哈希查找等算法,并保證其正確性。對于每種查找算法,學(xué)生需要計(jì)算其時(shí)間復(fù)雜度,并比較各種算法的時(shí)間復(fù)雜度。學(xué)生需要計(jì)算各種查找算法的空間復(fù)雜度,并比較各種算法的空間復(fù)雜度。學(xué)生需要比較各種查找算法的優(yōu)缺點(diǎn),了解在什么情況下應(yīng)使用哪種查找算法。實(shí)現(xiàn)各種查找算法分析空間復(fù)雜度比較優(yōu)缺點(diǎn)分析時(shí)間復(fù)雜度項(xiàng)目二:查找算法實(shí)現(xiàn)與比較0102總結(jié)詞通過實(shí)際編寫代碼,掌握常見的圖論算法(如圖的遍歷、最短路徑、最小生成樹等),理解其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度,了解圖論算法在實(shí)際問題中的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)常見的圖論算法學(xué)生需要實(shí)現(xiàn)圖的遍歷(深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索)、最短路徑(Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法)
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