谈谈c语言的基本算法2

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简介:接着上一篇,继续介绍谈谈c语言的基本算法,不要错过哦。

二、非数值计算常用经典算法

1.穷举

也称为“枚举法”,即将可能出现的每一种情况一一测试,判断是否满足条件,一般采用循环来实现。

例1、用穷举法输出所有的水仙花数(即这样的三位正整数:其每位数位上的数字的立方和与该数相等,比如:13+53+33=153)。

[法一]

main()

{int x,g,s,b;

for(x=100;x<=999;x++)

{g=x;s=x/10;b=x/100;

if(b*b*b+(s-10*b)*(s-10*b)*(s-10*b)+(g-10*s)*(g-10*s)*(g-10*s)==g)

printf("%dn",x);}

}

【解析】此方法是将100到999所有的三位正整数一一考察,即将每一个三位正整数的个位数、十位数、百位数一一求出(各数位上的数字的提取算法见下面的“数字处理”),算出三者的立方和,一旦与原数相等就输出。共考虑了900个三位正整数。

[法二]

main()

{intg,s,b;

for(b=1;b<=9;b++)

for(s=0;s<=9;s++)

for(g=0;g<=9;g++)

if(b*b*b+s*s*s+g*g*g==b*100+s*10+g)printf("%dn",b*100+s*10+g);

}

【解析】此方法是用1到9做百位数字、0到9做十位和个位数字,将组成的三位正整数与每一组的三个数的立方和进行比较,一旦相等就输出。共考虑了900个组合(外循环单独执行的次数为9,两个内循环单独执行的次数分别为10次,故if语句被执行的次数为9×10×10=900),即900个三位正整数。与法一判断的次数一样。

2.排序

(1)冒泡排序(起泡排序)

假设要对含有n个数的序列进行升序排列,冒泡排序算法步骤是:

①从存放序列的数组中的第一个元素开始到最后一个元素,依次对相邻两数进行比较,若前者大后者小,则交换两数的位置;

②第①趟结束后,最大数就存放到数组的最后一个元素里了,然后从第一个元素开始到倒数第二个元素,依次对相邻两数进行比较,若前者大后者小,则交换两数的位置;

③重复步骤①n-1趟,每趟比前一趟少比较一次,即可完成所求。

例1、任意读入10个整数,将其用冒泡法按升序排列后输出。

#definen10

main()

{inta[n],i,j,t;

for(i=0;i<n;i++)scanf("%d",&a[i]);

for(j=1;j<=n-1;j++)

for(i=0;i<=n-1-j;i++)

if(a[i]>a[i+1]){t=a[i];a[i]=a[i+1];a[i+1]=t;}

for(i=0;i<n;i++)printf("%dn",a[i]);}

(2)选择法排序

选择法排序是相对好理解的排序算法。假设要对含有n个数的序列进行升序排列,算法步骤是:

①从数组存放的n个数中找出最小数的下标(算法见下面的“求最值”),然后将最小数与第1个数交换位置;

②除第1个数以外,再从其余n-1个数中找出最小数(即n个数中的次小数)的下标,将此数与第2个数交换位置;

③重复步骤①n-1趟,即可完成所求。

例1、任意读入10个整数,将其用选择法按升序排列后输出。

#definen10

main()

{inta[n],i,j,k,t;

for(i=0;i<n;i++)scanf("%d",&a[i]);

for(i=0;i<n-1;i++)

{k=i;

for(j=i+1;j<n;j++)

if(a[j]<a[k])k=j;

if(k!=i){t=a[i];a[i]=a[k];a[k]=t;}

}

for(i=0;i<n;i++)

printf("%dn",a[i]);}

(3)插入法排序

要想很好地掌握此算法,先请了解“有序序列的插入算法”,就是将某数据插入到一个有序序列后,该序列仍然有序。插入算法参见下面的“数组元素的插入”。

例1、将任意读入的整数x插入一升序数列后,数列仍按升序排列。

#definen10

main()

{inta[n]={-1,3,6,9,13,22,27,32,49},x,j,k;

scanf("%d",&x);

if(x>a[n-2])a[n-1]=x;

else

{j=0;

while(j<=n-2&&x>a[j])j++;

for(k=n-2;k>=j;k--)a[k+1]=a[k];

a[j]=x;}

for(j=0;j<=n-1;j++)printf("%d",a[j]);

}

插入法排序的要领就是每读入一个数立即插入到最终存放的数组中,每次插入都使得该数组有序。

例2、任意读入10个整数,将其用插入法按降序排列后输出。

#definen10

main()

{inta[n],i,j,k,x;

scanf("%d",&a[0]);

for(j=1;j<n;j++)

{scanf("%d",&x);

if(x<a[j-1])a[j]=x;

else

{i=0;

while(x<a[i]&&i<=j-1)i++;

for(k=j-1;k>=i;k--)a[k+1]=a[k];

a[i]=x;

}

}

for(i=0;i<n;i++)printf("%dn",a[i]);

}

(4)归并排序

即将两个都升序(或降序)排列的数据序列合并成一个仍按原序排列的序列。

例1、有一个含有6个数据的升序序列和一个含有4个数据的升序序列,将二者合并成一个含有10个数据的升序序列。

#definem6

#definen4

main()

{inta[m]={-3,6,19,26,68,100},b[n]={8,10,12,22};

inti,j,k,c[m+n];

i=j=k=0;

while(i<m&&j<n)

{if(a[i]<b[j]){c[k]=a[i];i++;}

else{c[k]=b[j];j++;}

k++;}

while(i>=m&&j<n)

{c[k]=b[j];k++;j++;}

while(j>=n&&i<m)

{c[k]=a[i];k++;i++;}

for(i=0;i<m+n;i++)printf("%d",c[i]);

}

3.查找

(1)顺序查找(即线性查找)

顺序查找的思路是:将待查找的量与数组中的每一个元素进行比较,若有一个元素与之相等则找到;若没有一个元素与之相等则找不到。

例1、任意读入10个数存放到数组a中,然后读入待查找数值,存放到x中,判断a中有无与x等值的数。

#defineN10

main()

{inta[N],i,x;

for(i=0;i<N;i++)scanf("%d",&a[i]);

scanf("%d",&x);

for(i=0;i<N;i++)if(a[i]==x)break;

if(i<N)printf("Found!n");

elseprintf("Notfound!n");}

(2)折半查找(即二分法)

顺序查找的效率较低,当数据很多时,用二分法查找可以提高效率。使用二分法查找的前提是数列必须有序。

二分法查找的思路是:要查找的关键值同数组的中间一个元素比较,若相同则查找成功,结束;否则判别关键值落在数组的哪半部分,就在这半部分中按上述方法继续比较,直到找到或数组中没有这样的元素值为止。

例1、任意读入一个整数x,在升序数组a中查找是否有与x等值的元素。

#definen10

main()

{inta[n]={2,4,7,9,12,25,36,50,77,90};

intx,high,low,mid;

scanf("%d",&x);

high=n-1;low=0;mid=(high+low)/2;

while(a[mid]!=x&&low<high)

{if(x<a[mid])high=mid-1;

mid=(high+low)/2;}

if(x==a[mid])printf("Found%d,%dn",x,mid);

elseprintf("Notfoundn");

}

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