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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
9 i7 b$ G7 }  X求两数的最大公约数 ) k1 V; a3 L3 ?, W) l  s/ Z
function gcd(a,b:integer):integer;
2 ]' w. A2 M' _5 F+ P( ~4 A# C# O3 z' zbegin 4 t6 S/ `0 _' R" j2 |
if b=0 then gcd:=a
  p# ]4 Q4 t, ^3 b. _' @else gcd:=gcd (b,a mod b);
/ y! j" f9 C  i* p2 q( Qend ; / _, s6 T! x' ]* K! Z" v) o% G

# H" I, G" R. K; p" S求两数的最小公倍数 ) A0 S0 x! i2 ~: s9 b0 X
function lcm(a,b:integer):integer; , R0 C1 V4 z9 G0 I
begin
) P; W# h. w% z- B# m2 j$ I5 ^5 U7 uif a< b then swap(a,b);
& l2 r: B9 F/ `0 ^7 n3 L2 ~* Tlcm:=a; . m& y3 [% p* {
while lcm mod b >0 do inc(lcm,a); . G! `8 f7 D6 h; |$ h5 d
end;
& Y/ @. r0 B" c: H
& K* [1 i5 G4 G' W素数的求法
( X" c( t: L- {/ {0 @A.小范围内判断一个数是否为质数:
9 H& R! u! V7 d$ Qfunction prime (n: integer): Boolean; ! P" t% P$ _+ A! \% K- {. f2 N2 l
var I: integer; : @8 Q. \- r* i0 w6 |4 d* Q
begin
% S1 ?9 z7 N3 [; E, Z  Tfor I:=2 to trunc(sqrt(n)) do 3 F3 h$ ^! m2 q8 R9 s1 Z# {
if n mod I=0 then
$ l5 c) b4 j% l" I4 T* Pbegin
  o* L9 U( D. h+ Z* P- z5 E& \$ dprime:=false; exit; 0 E7 S0 `! h% n5 W( a+ R; E
end;
4 x! E- e8 B8 W. y* P2 p5 I6 n/ `prime:=true;
0 Q7 Z4 K3 ?  a4 kend;
. V- R8 ^7 ^& J9 z
/ G  f: W, w7 j$ U& mB.判断longint范围内的数是否为素数(包含求50000以内的素数表):
0 X, _, a* g8 Dprocedure getprime; * t  q0 T% G8 y0 U  W1 b. D
var " \, z, U; ~7 P8 f
i,j:longint; : v1 g7 z. g& ?8 P3 x) @
p:array[1..50000] of boolean; 8 \) N1 X( x7 S  \( U
begin
' D  A+ G! X8 x# U7 s6 Jfillchar(p,sizeof(p),true); : M% ~! i; Z. A
p[1]:=false;
. f/ y  m3 @1 t7 si:=2; % w$ J  ~; P3 z# E" U
while i< 50000 do
" X3 e* X4 B1 U, g9 \: Pbegin
) S) t# P  f1 k! w8 a' Q& S, wif p then 2 E3 K( [! b( o& r: W) j
begin - H5 \/ Y! i7 {& Y1 v% e
j:=i*2;
8 T6 u' e% W/ }6 Z. uwhile j< 50000 do ! k0 L, v& J/ N( w: c6 Y  p
begin
% x! X7 ~) b. Xp[j]:=false;
8 C. ~& ~+ ]  S  g/ Uinc(j,i); # {6 E- H2 L! E: ]# ?
end;
2 M( `; U' |/ fend; " Z8 }! R' r- l, R& F/ t6 z/ S5 h/ ^" P4 X; V
inc(i); + }6 @* U- V/ x1 Z/ c# u  R
end;
4 w/ H  P- a* u3 p/ j6 r0 ]l:=0;
* {! W2 ^: D; O8 l) u7 T" }1 qfor i:=1 to 50000 do - d# i* Q3 T+ P/ S% I
if p then / `( X0 {. ~$ g( n" I
begin
6 h1 J- {. y: Y( y& f; S. R! i) Kinc(l);0 l  @. m1 b! W2 l( I+ Q* r% W- A. o. m& z
pr[l]:=i; 8 z7 n* Z! w! H6 q
end;
- ?$ w- i: F; N3 l1 k& Pend;{getprime}
8 {$ ~' i2 X8 U# Vfunction prime(x:longint):integer; * Z2 d; `% V  d1 Q1 R: U* ?
var i:integer; ! V+ v/ M; _) @1 J
begin   R. N  U& T, M% X% S' H  a
prime:=false; , X/ J  c% d% C6 ]$ ]" f
for i:=1 to l do + C/ k  @$ ^- t5 R
if pr >=x then break
) E  K( }1 w! Y. Zelse if x mod pr=0 then exit; 0 B& q' s7 c" D8 B, o' V
prime:=true; & ~; }, f0 p2 G- S. Z! e: T
end;{prime}
2 x; g. c7 y$ }; y5 d- x' Q6 K* u4 M
2.
# c# b! y8 ~) W' P. N& C: ?! Y( v0 V6 v5 ^" H; X7 J
3. 5 R+ a& d4 T% s. y6 u, }

% e: N/ T2 A- V2 {* Z1 c1 T  u) m4.求最小生成树 ) I; a& I: V5 e; P' U& s) p' j
A.Prim算法: ! l! ~# A9 w) e' ^* {* R) U
procedure prim(v0:integer); + E- W; _9 ?: n' q2 y% }2 e  J8 q
var 0 S& f4 S* P* L  Z( e
lowcost,closest:array[1..maxn] of integer; 7 w  G; n( S5 ~
i,j,k,min:integer; , l+ p+ p/ T6 C, Q( |8 ~4 p
begin
* C4 Q1 I# k: R' }+ t3 Qfor i:=1 to n do
: h# [# i. @2 f1 L5 ]begin
! u# ~' d; M/ O& ulowcost:=cost[v0,i];
. V9 _2 K; t+ a$ t& Eclosest:=v0; 4 v5 F8 S0 d8 k8 c
end; & O& o! Z6 X9 y& F) t. w$ M
for i:=1 to n-1 do % g+ r7 {1 C; ]
begin
- |8 [6 b( q8 Q' R{寻找离生成树最近的未加入顶点k}
% }: ~2 y# @# ]& x; y" w3 bmin:=maxlongint;
; Z$ M& c0 ]5 P0 D6 M  F7 hfor j:=1 to n do
4 m2 j( {4 ~+ Pif (lowcost[j]< min) and (lowcost[j]< >0) then " W, H6 v7 T  P+ h. A/ f
begin # G, ]; Z6 q# e* b4 q" V- h: M
min:=lowcost[j]; 5 N3 {6 D% R. X3 L2 B& r& K- L8 [" \2 l
k:=j; 5 |/ w, C( g! J+ E3 h1 S' b
end; 5 K, d0 h# d2 N. V0 B" X8 e) c
lowcost[k]:=0; {将顶点k加入生成树} : g1 t8 e* n8 A3 u
{生成树中增加一条新的边k到closest[k]} 1 m7 F5 n4 l" U  R$ g4 A
{修正各点的lowcost和closest值}
$ i7 z) j/ a) r1 J* I; H; h0 m% Pfor j:=1 to n do
  o5 n" ]. B/ r- i4 W) {; z& k$ s9 ?if cost[k,j]< lwocost[j] then 2 s! [8 N9 v5 m
begin
  [1 U7 c: C# h- m8 B/ c# ^7 J: wlowcost[j]:=cost[k,j];
0 E2 H5 V1 |1 h" Z& X" wclosest[j]:=k; : q/ ?4 t* t+ }0 ~
end;
4 B  Q7 ^2 `1 s" jend;
5 E- [! H6 T7 Q* \% q6 N& S" t% send;{prim}
  E' \, q- p* w& LB.Kruskal算法:(贪心) ) n9 t# V3 q5 B8 |+ l4 \- |2 Q
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。
& ^( y5 G( z! N$ q' Ffunction find(v:integer):integer; {返回顶点v所在的集合}
" D& ?6 Z) S6 ]+ ]8 evar i:integer;
* D3 ~4 L' {8 t5 ~2 c# ?! J) Y& ^begin
, @7 N/ ]  Q) c5 T" w) f$ li:=1; $ J* t/ \) D- `9 n% B8 f+ T$ x
while (i< =n) and (not v in vset) do inc(i); 7 u  q; G! b2 p; t
if i< =n then find:=i 6 x. {  s' A0 E4 n# F( u
else find:=0;
( {( x) H9 i  z3 d9 M+ Qend;
7 \' c/ n3 q9 Q$ G5 D4 fprocedure kruskal;
* C% [1 t7 X3 O$ p6 y, t% Y- kvar
, h& R5 i# u$ z7 Rtot,i,j:integer; ' O5 |$ r5 l3 o; c! N
begin
9 x! G- Z+ S! {; A, T4 Gfor 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}
5 Q8 i- F% f/ E5 {, Z& w% Z7 Qp:=n-1; q:=1; tot:=0; {p为尚待加入的边数,q为边集指针} ' Q0 z. w9 z6 |
sort;
% {# j- h7 j/ |% _, K8 G{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} : P7 B' }: V1 [6 v: v! D
while p >0 do ( ^/ c0 [& F; L7 X) S$ i$ N$ X
begin 4 L5 _# I/ C" {) |. O
i:=find(e[q].v1);j:=find(e[q].v2); ( X( T* G# @0 c5 T$ Y( X: M6 I& l
if i< >j then
# [2 q# l! H! k: w6 P- r5 _+ |begin . T4 `+ k% b+ D( N* |. w' m* u( ~
inc(tot,e[q].len);
/ _! j, p; b! J, }0 i( y" Dvset:=vset+vset[j];vset[j]:=[];
% t5 L3 o( a: f' e7 ^- `/ K+ Y7 Wdec(p);
. ?4 s" q, U- Gend; 7 r/ g0 B, ?2 q. Y
inc(q); ( ]5 @' l# v* J# l# f0 E& S1 x
end; ' L. @, @8 {: y% p- `
writeln(tot); 8 q$ x+ K0 x! t* I
end; ) t' p7 x. J8 K( Y/ Q. y8 O
( b9 W; E0 N- `9 a2 W
5.最短路径 - h) o7 \! q  |% K( F) R
A.标号法求解单源点最短路径: " L6 u! R+ ]. f3 S  F3 a, m$ ~! e
var
; V1 t. n" L( K" b, a8 \6 g0 ?a:array[1..maxn,1..maxn] of integer; . m5 D, S& |2 o' o
b:array[1..maxn] of integer; {b指顶点i到源点的最短路径} 6 |( F5 F8 o0 N+ B& p7 w5 a* Q! r+ t: M
mark:array[1..maxn] of boolean;
8 J9 Z) B7 @/ s8 V* u7 i: }
# h' K5 {# G# e) P: H1 R, C5 vprocedure bhf;
, {$ w6 ~+ d$ m' N8 V; U: N# zvar
: l! z7 c) S7 ]: |$ P8 M4 I: obest,best_j:integer;
# k( M: N8 X+ a4 Kbegin   l! F$ i, O6 o' K( I5 v$ U
fillchar(mark,sizeof(mark),false); " x1 o0 C; c9 a& W+ W
mark[1]:=true; b[1]:=0;{1为源点} # c, g1 P/ r% o3 h! `* K. B& d/ t7 \
repeat
: M; D1 S$ L! n+ hbest:=0;
. f2 X. V3 h: K& j9 m8 M5 \2 |for i:=1 to n do ; N. o. J) D' h: L  w
If mark then {对每一个已计算出最短路径的点}
0 G' j9 t" z: g+ l+ }* ufor j:=1 to n do , u: G0 b8 a$ v' v
if (not mark[j]) and (a[i,j] >0) then / N% [( X5 |. M% d- a% K4 ~" i* W
if (best=0) or (b+a[i,j]< best) then 7 a2 w  O% U  m; O" M. _
begin   o6 v* p, w: @" Z+ b! y
best:=b+a[i,j]; best_j:=j; 8 ^, Q( I+ a7 D- X4 Z' ]1 z
end;
+ y9 @( j1 ?( T$ B1 |" dif best >0 then ' r7 y+ Y7 L) r" {8 T2 r  ^: d
begin   l( l6 d2 m; v* C. l/ P5 D: x
b[best_j]:=best;mark[best_j]:=true; 9 ~0 u; u- u5 S. P
end;
  C7 P! v2 n0 h, E$ \, muntil best=0;
! @1 i5 y+ t- z; e4 Z, Bend;{bhf} & Z  g/ B' X0 Y% s4 j

' ]6 {: F# e8 {. m+ [- PB.Floyed算法求解所有顶点对之间的最短路径: 5 F0 a6 G1 H7 O  U2 g1 L) W6 M7 t
procedure floyed;
. f. a! V! P6 p2 i$ Pbegin
9 ?8 b; l* O6 D1 R; @for I:=1 to n do
9 @8 E; `7 a2 hfor j:=1 to n do
* H! A3 }' g( {- K( Yif a[I,j] >0 then p[I,j]:=I else p[I,j]:=0;
3 S* q) ~. b" @( j% {{p[I,j]表示I到j的最短路径上j的前驱结点} , O; ~  [4 O. h3 ?
for k:=1 to n do {枚举中间结点} 0 o9 B- f4 k" _9 r
for i:=1 to n do * q% q# {2 W4 f0 r% E/ m/ F
for j:=1 to n do 3 c/ f$ {2 [0 B9 e) C$ i. Y  J2 h
if a[i,k]+a[j,k]< a[i,j] then
" D8 i7 G+ W* E6 |begin
1 |+ i8 H6 L5 }' f! r/ `) O- y( W0 g# pa[i,j]:=a[i,k]+a[k,j];
; z. C$ ]/ f: @9 ?9 n) mp[I,j]:=p[k,j]; $ ^2 @$ a) y, V5 z0 m  }  T
end; ) o$ ^+ M( r$ y' i) F$ E0 v
end;
9 R: k* X# a+ DC. Dijkstra 算法:
, `0 q- `+ x& o! J( L* e! s类似标号法,本质为贪心算法。
8 J9 S' {$ x5 Z0 z2 i/ U" X. D5 Cvar * F+ Z# E( O4 V% i3 E+ L
a:array[1..maxn,1..maxn] of integer; ' _0 I; @% p( R( I* d
b,pre:array[1..maxn] of integer; {pre指最短路径上I的前驱结点} : e1 L" W: V7 Z1 J
mark:array[1..maxn] of boolean; 4 r+ b$ C/ w, r7 ^; }
procedure dijkstra(v0:integer); / l6 c8 z- L  v  u0 E! N& ^6 \" e
begin
. i# ^* ]) F7 qfillchar(mark,sizeof(mark),false); ) O& b* \! E8 n
for i:=1 to n do
5 n* U5 ?6 l3 h1 k; A7 G- nbegin 6 h( U3 B6 p/ F. Y+ Q' m; m0 {
d:=a[v0,i]; : i+ y2 O' Z% R" G; T- l
if d< >0 then pre:=v0 else pre:=0; / ~' J0 w; e' {, ~3 \
end;
, h6 W) a0 a: y/ X3 Tmark[v0]:=true; 9 \- U( s3 Z5 m! L
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} 7 M; H9 T6 {1 f1 V0 x6 n
min:=maxint; u:=0; {u记录离1集合最近的结点} & t" v: y( l& D  `" ?
for i:=1 to n do $ O) }+ I7 d7 i2 r5 M# a
if (not mark) and (d< min) then 9 d1 W! Y6 J$ k! l( Z6 ~
begin $ ~. I, r+ d' i/ x+ w1 e/ f
u:=i; min:=d;
& W6 C) T( R# s2 M+ b: i  m  m" }end;
9 R+ ^- s1 ]  B. x3 {if u< >0 then 9 w# P; j- X/ u/ t' |5 o& H
begin 1 J4 i! w; I: z2 B( T* H
mark:=true; 9 {( Q8 T; w' r0 X
for i:=1 to n do
. l' y* w1 M7 c/ h% b' Oif (not mark) and (a[u,i]+d< d) then
& l" j( R) g3 a! Ybegin 6 v) D! m7 {" M7 ?; M4 A
d:=a[u,i]+d; 4 `; d* V' |+ o  i( X5 Y8 G
pre:=u; 3 v- A* D- C: n8 M  S. O" F! y0 W, R
end; . ]- v. D; V( Z) y
end; # P, o4 B* ~  e+ P# @% s$ d
until u=0;
( U( Z8 ~- N% y1 I" g( U' v' uend;
: l/ v. s* K$ h" \D.计算图的传递闭包 2 X% Y, U5 y7 J4 u+ j
Procedure Longlink;
6 e, K! ^* ]4 H9 |5 X- GVar
8 K. J. T2 ?2 s$ X0 q4 XT:array[1..maxn,1..maxn] of boolean; ! r7 {) o7 q$ l8 d& d5 V
Begin
% M7 [) r4 H0 Q# Z4 V( f1 n2 q2 GFillchar(t,sizeof(t),false); % E7 m5 h7 {6 m( _
For k:=1 to n do
3 T1 d! K! l7 r. nFor I:=1 to n do
" d5 Y5 m3 @- b$ A; s" mFor j:=1 to n do * t9 z9 y7 W  V9 Y' m, A9 Q
T[I,j]:=t[I,j] or (t[I,k] and t[k,j]); 5 j" ^. B. Z3 T0 j% i" F# ^! H
End;6 L9 n% A' T* I% r  A/ _) ~5 p# d
) u  t' }" J( k) i: b

作者: 果珍冰    时间: 2016-1-13 17:56
感谢楼主分享
* T* I9 s8 U9 T5 ?5 p7 d6 w2 j; E2 e
作者: math数学    时间: 2016-1-13 18:03
8 E. Y8 A8 R9 |5 O, Z- g& i
感谢楼主分享
( E4 F1 L  o7 d4 a0 W  V" n8 m( s
作者: 磬溪畔    时间: 2016-1-14 21:41
很系统的程序
- e( [: l6 G4 a6 Y+ U7 m
作者: whuy    时间: 2016-1-15 15:36
楼主写得不错,非常支持!!!!
9 c4 j5 v9 `  U9 x) W* x. [! ^& L
作者: xiaojiongdd    时间: 2016-1-26 11:01
谢谢楼主啦~~
- k3 S2 e5 v0 |+ q( H! K8 g- r) a
作者: 铜锣烧lr    时间: 2016-1-28 23:20
感谢楼主分享~~~
. o7 U# m6 N. ]




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