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标题: 贪心算法的MATLAB源程序 [打印本页]

作者: 数学中国YY主管    时间: 2016-1-13 11:21
标题: 贪心算法的MATLAB源程序
1.数论算法
- k$ z& Q: J9 X" [! _求两数的最大公约数
7 x# J: l( n7 T; y( X% c) u% b$ ifunction gcd(a,b:integer):integer; 1 g7 ^3 z* N* v
begin # u# S  D6 _! |
if b=0 then gcd:=a : z! p8 C+ a7 V' {
else gcd:=gcd (b,a mod b); / d- B5 l/ F( L, @
end ; 5 k! d+ \6 H1 S% F
; D8 W2 \7 a, h. e" q7 \8 n& U
求两数的最小公倍数
! i/ B2 S# `. k3 i& q$ q  i, Hfunction lcm(a,b:integer):integer;
4 A* d& c" |/ a' |4 [9 l" C. h+ }, sbegin . a1 A! r" }" ]3 T; [& I, j+ s% C' E; \
if a< b then swap(a,b);
7 A& q& S% B$ a# G+ B3 ]lcm:=a; ! @% r( a/ S/ P5 p& n$ R4 P' x
while lcm mod b >0 do inc(lcm,a); ; _  S( l3 r  t/ J5 n. Q( r& t
end; & V4 F) u5 g, D8 B1 c' E

, r9 f/ m# r: l3 V: X素数的求法
+ s0 C; D7 q! `/ `/ W+ VA.小范围内判断一个数是否为质数:
: O1 x4 t: a, l' Pfunction prime (n: integer): Boolean; + J$ G' _+ s7 i0 i* V  v& |
var I: integer; / [9 A+ I% O2 t' n
begin 9 n5 V) v% o' t5 j  \
for I:=2 to trunc(sqrt(n)) do & b0 Y5 A/ U; _6 C/ u# K
if n mod I=0 then
4 o; h9 T1 H9 K3 p( Gbegin 3 a. Y/ ~( \2 j* E4 u# H
prime:=false; exit; 9 T) s8 ?! {1 m
end;
% O6 }) @2 t" Q4 Z0 yprime:=true;   Q1 G4 s% W- T0 m# v' @( K
end;
3 [' v8 O1 o  D0 M' I0 {, _! G0 G- a
/ ^7 [4 V# K# |3 nB.判断longint范围内的数是否为素数(包含求50000以内的素数表): , V- `. D" [4 c- W$ K: v
procedure getprime;
3 M. P  }, d8 I* g! \, I: H- v  y9 ivar # u1 h8 ^# E. u( u
i,j:longint; . C3 k! M- M( r3 `$ [0 w( B
p:array[1..50000] of boolean;
; F1 m& o. D& z# Z* F% mbegin
& u3 @  k* n! Q5 Bfillchar(p,sizeof(p),true);   ?* a' X5 D7 p3 H5 a( o3 u( Z
p[1]:=false;
. I# |8 v) y; x" q: Y& J0 Ki:=2; 5 m& b* S2 \# d4 f/ e$ ~3 I
while i< 50000 do
; P- N9 g' C! k, V' ?5 [1 dbegin
+ q: d2 c/ J; l5 K* u" Mif p then
$ [% d6 l! P) W0 ?! b+ pbegin % w6 J- ?. K9 W3 r
j:=i*2;
+ u3 }# f* }( b' A; w/ E. Mwhile j< 50000 do 8 S8 h' t3 w2 l& c4 j0 a5 _
begin
( I& x" q4 G2 e! b' Q8 Gp[j]:=false; & M/ X5 E4 ^( h/ _
inc(j,i);
4 ^( [. u; l" }9 `$ B3 \; jend; $ f* f( Q* G) U( _. T
end; ( |: W  M9 x# M  Q3 Q* d
inc(i);
& Z1 P8 o6 J; f: M1 k' `end;
7 u; v8 a& t; N6 {7 Jl:=0; # K) `+ `; W$ ?% ]3 X7 N( n
for i:=1 to 50000 do $ A% P; ]9 W! s1 J3 y
if p then
/ Z. m' F- U2 z7 |* ?/ [begin ) w* i' _9 |- Z5 p; o5 e
inc(l);5 [+ j" V$ O  ?; M7 ^2 ~+ ?/ h
pr[l]:=i;
2 T9 G) h, u4 g/ @0 ~end;
$ W5 G7 K5 B8 wend;{getprime} 1 B9 t4 |$ [: h2 ?
function prime(x:longint):integer; % t; z+ G4 H6 d' ^3 t* _2 ?
var i:integer;
* E, z$ Q* }! k- w" r; \begin / P& n2 J5 l& H. x9 `
prime:=false; ) y; f0 _& h$ L; L5 {; s2 Q# U0 D$ Q
for i:=1 to l do ! Y* H) L3 z" Y# C$ D
if pr >=x then break
! \! G+ [1 `$ Z2 x+ selse if x mod pr=0 then exit; ' n, F& H2 ]" z# I0 M% v' n; l" t/ Z
prime:=true;
, C! l1 @  m( z( f8 x0 _end;{prime} 1 L  ?4 f; Q, C: k
' w2 e- p) i5 `
2.
* y5 E$ ^0 w4 `& T6 k$ y# o$ ^& P2 B9 r7 }
3. 2 q- ^6 G% r5 L8 o

! R6 _2 N, i  N& g4.求最小生成树 / t+ j; r6 |% q' @0 K# `
A.Prim算法: . I6 s3 ^( D/ B3 {! S: ?
procedure prim(v0:integer);   _3 l; `8 y; {( I
var ' i5 E! v0 h  \8 |% s6 T5 s4 `
lowcost,closest:array[1..maxn] of integer; : \" Z5 P2 H' {* G% }/ @* w0 K
i,j,k,min:integer; 1 ~- D6 ]9 T/ t$ i. D, H9 O9 l/ |
begin + \) o) e6 z, A. }0 |/ m
for i:=1 to n do
9 h2 S! n7 S% y0 r) P2 Mbegin
: X2 a/ x+ Y/ r/ ilowcost:=cost[v0,i]; 9 G2 y3 n* Q3 [' v5 ?9 g0 `# ~
closest:=v0; " J: Z; D4 }9 g7 C; }4 \
end; ( A* h! K- j& B& [) V( [
for i:=1 to n-1 do
& y$ j1 p" d0 n5 L- q4 m4 W5 tbegin
) y1 e' ]" a6 m% ~{寻找离生成树最近的未加入顶点k}
6 W6 q+ s$ g5 A, Vmin:=maxlongint;
; d5 T& n5 k+ `* cfor j:=1 to n do / N6 }6 ~) e8 L
if (lowcost[j]< min) and (lowcost[j]< >0) then * [5 @) m; U9 m
begin
6 T1 n# ]- g+ {- p/ B( f7 bmin:=lowcost[j];
& v$ d# Q0 m, L+ X) L! y, A% Ck:=j; + Y. P! C9 r; |7 u7 x3 M& A8 X5 D
end;
, v" T# q7 o) R, `" {5 D& B& V- h1 `lowcost[k]:=0; {将顶点k加入生成树} , k$ {' X6 }8 X; b  B
{生成树中增加一条新的边k到closest[k]} 0 m, b; s  D/ u- f! n! Y4 L: `
{修正各点的lowcost和closest值}
9 \) e5 O% E0 A' T0 o3 g: Q7 mfor j:=1 to n do : T3 X4 g1 S1 c5 M
if cost[k,j]< lwocost[j] then ' Q, Y$ i, h2 i# k8 g" I1 G
begin , Q  m2 t" ]# l* i0 p
lowcost[j]:=cost[k,j]; % j. h! k) h( u, |
closest[j]:=k;
9 [4 M) W; y- send;
6 O! m4 j$ {; e! [/ Cend;
6 n9 y, E& ^! N# w2 kend;{prim}
9 V# r4 ]/ \! @; k3 FB.Kruskal算法:(贪心) , U' \- a$ N% y. d. k6 B, ~
按权值递增顺序删去图中的边,若不形成回路则将此边加入最小生成树。 1 t( g! d. @  C4 p
function find(v:integer):integer; {返回顶点v所在的集合}
( L; Q3 B, m0 K+ R/ _# ?var i:integer;
. w4 z: q! b' qbegin
& Q3 w$ `( Y3 {! n' g/ S) u- F0 }i:=1; " k, D  C8 ^) o5 W* W
while (i< =n) and (not v in vset) do inc(i);
) @9 W7 Q/ D  Q0 G7 iif i< =n then find:=i
7 K+ r! O) X1 e0 E5 k& G, y8 d8 H; B3 telse find:=0;
( P. E. i8 W4 Q* lend; 9 Y5 i" X- ~2 _4 T: R
procedure kruskal;
( U. Q7 N0 \! K1 N" }6 b5 I- G' Gvar ) F( c5 ?3 m/ r' h" E# B
tot,i,j:integer; 3 V9 I) C. m! e7 e  d% b3 B1 C
begin
. A$ z5 r: W& d) sfor i:=1 to n do vset:=;{初始化定义n个集合,第I个集合包含一个元素I}
2 K+ J3 b% e0 W2 W8 K0 e% f4 cp:=n-1; q:=1; tot:=0; {p为尚待加入的边数,q为边集指针} - O/ t6 _. D! y& t9 i
sort;
0 `. n; T: J; e- g$ m1 _{对所有边按权值递增排序,存于e[I]中,e[I].v1与e[I].v2为边I所连接的两个顶点的序号,e[I].len为第I条边的长度}
6 R- B4 x1 p! n- ~2 S# mwhile p >0 do & y1 Y, M- Z  Q
begin ' D- K7 [, T1 P! s3 Z
i:=find(e[q].v1);j:=find(e[q].v2);
7 i) e0 b& M: _! Kif i< >j then
4 T9 k4 W6 j/ P# `' |1 sbegin - P5 I8 P6 I4 I( H  l2 n8 Z! ^
inc(tot,e[q].len);
  i) _; Z  b# w9 v9 r' X& Mvset:=vset+vset[j];vset[j]:=[];
  L$ o# W. J9 \2 ^) z- V- F, u8 @7 [2 Rdec(p); 5 X) U& n1 v8 y) X( B
end; 3 ]# ?) g8 a6 j6 T2 G9 N% J
inc(q); 1 P4 P' _* |& W% Q3 Y6 u  A1 {5 N
end; 8 r$ Z1 W. H5 A, ^- d! x) M! M' h
writeln(tot);
# M- Z+ R7 `. _; N9 I8 e  G% Eend;
% b2 `  i4 `/ R4 V- O  w
- N  c7 m' V7 h5 J, e) c  P- e+ Y5.最短路径
/ \  @1 ]1 {6 ]* D# kA.标号法求解单源点最短路径: + q1 y: Y2 X% V% d7 x3 J
var ' d2 C2 N  l1 W% A
a:array[1..maxn,1..maxn] of integer; 5 G$ m4 U  H0 g- s* g, K
b:array[1..maxn] of integer; {b指顶点i到源点的最短路径}
4 g0 q$ x- P/ `& umark:array[1..maxn] of boolean;
5 z; F6 U4 G! o0 j4 p
, U3 s7 d3 u0 {" a9 Kprocedure bhf;
3 D+ P6 P0 [4 O! \, r5 ^var / O6 K+ A+ B2 V& H! Y1 I! ~: l# {  d
best,best_j:integer; 7 @  B0 i& E: i$ I
begin
6 w, L7 N& r/ w* D6 R  Tfillchar(mark,sizeof(mark),false); ; J) O3 Y) o% q# b' ^! x* U" a5 `
mark[1]:=true; b[1]:=0;{1为源点}
8 Q% P3 ]0 F& S4 ^repeat & C- h- ^+ u  e; T( A, s1 y
best:=0;
3 @8 M) r  b# Z; F$ K; \for i:=1 to n do
  _' B5 J2 b; I7 \7 m( F0 S1 P% fIf mark then {对每一个已计算出最短路径的点} : [) A  c1 g7 K' }
for j:=1 to n do
- v1 C& v" L8 ?if (not mark[j]) and (a[i,j] >0) then 6 ?3 q- _5 _' X
if (best=0) or (b+a[i,j]< best) then 4 c# f/ V, B7 U8 h( ^) Y
begin ! @) J" t! S+ m( b/ }) f
best:=b+a[i,j]; best_j:=j;
5 Q: B5 I$ x4 y1 D. bend;
# w! R2 e+ C3 Y1 d& U- R3 ^if best >0 then
* S9 k, Z; l, }) Z! ~begin 5 [/ B0 W* v: E" L9 G' O: B4 J
b[best_j]:=best;mark[best_j]:=true; & r3 C# m) k5 h0 v4 x4 \
end;
( O1 R" F8 `3 d$ F. ountil best=0;
& _( w7 S0 q! }' rend;{bhf}
9 s$ ~9 L! z3 p& \6 S" _' {, T" K3 Z. Y
B.Floyed算法求解所有顶点对之间的最短路径: % B! X; q; ~! ~- R
procedure floyed; 8 I& d, k1 H3 r. t
begin ! W4 K: ~+ x) b* b. B# l4 Y5 {
for I:=1 to n do 2 J! v7 ~0 l7 C3 C8 \5 j
for j:=1 to n do 3 a( P5 e0 w) ^9 d+ h
if a[I,j] >0 then p[I,j]:=I else p[I,j]:=0;
, l4 |6 s6 s( \* b7 t{p[I,j]表示I到j的最短路径上j的前驱结点} ' Z" t% z5 }, B
for k:=1 to n do {枚举中间结点}
8 X& P; J, P( E' T, mfor i:=1 to n do " U' L" K1 i: ?
for j:=1 to n do
- ~0 a/ z  N& J" Qif a[i,k]+a[j,k]< a[i,j] then
& @2 d2 K9 H1 j% ?" @/ C/ {begin 3 K0 r5 e( g/ ~8 ?0 l% X( B
a[i,j]:=a[i,k]+a[k,j];
& S1 I# N/ h% B, e$ A& x  D" lp[I,j]:=p[k,j];
6 z7 E) k/ M$ h; h. Z) v* ^' Y' wend; ) Y1 C/ p# e9 `, I
end;
$ t: b, ^3 ?) v& g( a6 \& g3 ~  MC. Dijkstra 算法:
& f& X8 C( M% w& O* h类似标号法,本质为贪心算法。
3 c9 U- l" O% a4 avar 1 k/ G% q' N  j1 \  a
a:array[1..maxn,1..maxn] of integer; 7 X1 M! n6 V. D& d, s7 V& G+ k) Q
b,pre:array[1..maxn] of integer; {pre指最短路径上I的前驱结点} $ K1 A& L8 H+ E; `
mark:array[1..maxn] of boolean; 1 ~- V- w9 ^3 I0 J$ l( z
procedure dijkstra(v0:integer);
3 P- @0 n4 g; b) kbegin
/ i) H( H! n& ]$ W7 {5 Zfillchar(mark,sizeof(mark),false);
! U- A! z5 s& o. M8 B0 d- xfor i:=1 to n do * O0 z9 B) O3 ]
begin ) O! \- U) r7 m, l  [
d:=a[v0,i];
; O( m6 E, D& k8 M+ _if d< >0 then pre:=v0 else pre:=0;
  `& _1 ]. r( g+ q& u% C3 Xend;
/ K) W# R; e% K, a( r+ p9 m8 Nmark[v0]:=true; 5 T% J0 E6 q& B1 X8 H% f6 h& d
repeat {每循环一次加入一个离1集合最近的结点并调整其他结点的参数}
# v* _$ _# T$ t2 I1 C, A$ \" p' Nmin:=maxint; u:=0; {u记录离1集合最近的结点} + x! V2 v; h' U, K
for i:=1 to n do 7 z, Q; `: m. k% F
if (not mark) and (d< min) then
6 T; A% K+ {, _; k* |begin
5 U& u5 `# _0 }$ Y3 J2 s# Y2 eu:=i; min:=d;
. p+ \) i2 t" l7 i8 _- L/ lend;
) h! m2 u% }0 n' F8 l; r- d' xif u< >0 then
4 o/ E* w5 _. g2 q6 p& fbegin
; ]7 E7 e( ]; I5 S4 Vmark:=true; 4 U  A# ^& B8 _8 s6 G
for i:=1 to n do
  c2 |$ E- C$ j1 A2 Iif (not mark) and (a[u,i]+d< d) then
2 v+ ~/ f5 O' q2 Q( r( _begin
  c0 K8 O. P' n! F$ I, f9 Jd:=a[u,i]+d; 3 N* T1 Z& x- I. Y- E& P4 x! o  o
pre:=u;
% L/ W4 w2 i2 U) H* }- r! Y' yend;
# F) u9 ~  e0 _& [" zend;
: F1 x* q2 k5 B% e; I5 u; L! suntil u=0;
/ J8 J- @1 t) g& pend;
8 Z/ F& s8 ^) `4 P9 aD.计算图的传递闭包 , w: b# X. |9 I& T1 [+ v
Procedure Longlink;
. M/ }8 h1 A% S( Q, t4 `Var
* m; N! F3 R) Y( ^T:array[1..maxn,1..maxn] of boolean;
( v$ x+ c; H0 f9 ^' QBegin 6 w9 Z4 L. x9 M! g) W3 g& s3 f
Fillchar(t,sizeof(t),false);
# W& Y1 K) X8 X+ UFor k:=1 to n do
4 D# ~  q3 U! t# C: T: G# S/ _9 I, JFor I:=1 to n do
, M+ K" g+ {3 eFor j:=1 to n do ; X1 S. K6 |1 a7 [9 i
T[I,j]:=t[I,j] or (t[I,k] and t[k,j]);
( s& M& `! p+ Y" pEnd;9 V, I6 L. M2 [: D

! N3 Y3 Z* k1 F/ W6 L2 e+ Q
作者: 果珍冰    时间: 2016-1-13 17:56
感谢楼主分享1 G5 a( n! \$ q

作者: math数学    时间: 2016-1-13 18:03

: p7 d9 g# L) t6 v感谢楼主分享
$ @: P" t5 \4 Y3 l) e. f8 s
作者: 磬溪畔    时间: 2016-1-14 21:41
很系统的程序- M. C$ G( R( K9 Q8 \

作者: whuy    时间: 2016-1-15 15:36
楼主写得不错,非常支持!!!!" e- j; u; }# d

作者: xiaojiongdd    时间: 2016-1-26 11:01
谢谢楼主啦~~. D" i- T4 A" k

作者: 铜锣烧lr    时间: 2016-1-28 23:20
感谢楼主分享~~~
7 m5 q+ m! C/ f7 F




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