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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 % F8 ?& ~  p  o
求两数的最大公约数
5 O$ B# s: B6 yfunction gcd(a,b:integer):integer; # R- V. f. D  `* O4 t
begin
/ V4 O3 T. F& [* cif b=0 then gcd:=a
0 I' T4 t7 `2 @, b% ~else gcd:=gcd (b,a mod b);   ], J% i$ j: |1 J+ c$ z9 r
end ; * Z  p5 X) U6 I0 H) a$ W8 T0 v; w

3 W, o- l4 @. C- p6 b. I) U! ~求两数的最小公倍数 / u5 K7 a) C* X, Y4 e
function lcm(a,b:integer):integer; ' z" w9 p2 D& i& t9 U5 q8 \
begin , Z7 \8 }' K2 r  o" O  D/ d; R
if a< b then swap(a,b); 2 l  _9 T- W+ S5 y: E! u& @. C" D2 [
lcm:=a; ; R/ L! i9 ^' Z+ }
while lcm mod b >0 do inc(lcm,a);
& _( j$ O: u0 X: H3 Jend;
: m# C+ X) `& @0 N8 i. S- U# W  A$ ]: k, i, `" q7 M8 Y
素数的求法 $ v% L/ s. O1 e  o3 Y# K
A.小范围内判断一个数是否为质数:
0 I( m( r" E$ E: [5 m! t3 Gfunction prime (n: integer): Boolean; : i* _) v$ t, H8 P
var I: integer; . I# i/ B9 J" `; ^% y8 [
begin
# c6 L. E; @7 n4 B& N. pfor I:=2 to trunc(sqrt(n)) do ' }6 n, {. R1 T5 O3 |
if n mod I=0 then 6 e  u' @9 L9 P6 Q
begin
3 X) _1 Z7 Q2 Q7 T! a' Oprime:=false; exit; 6 }5 J/ s* {" O/ H; q
end;
& e. n" Y: _" Rprime:=true;
5 E( h& D, H4 dend; ! N! Q7 b5 X( y) C1 n# |
2 D' X. v% N! f& K8 L& `4 A+ S
B.判断longint范围内的数是否为素数(包含求50000以内的素数表): - B! c# B8 [* J4 s
procedure getprime;
, h& P$ J/ N- @. Evar 3 X% d4 E% P3 S
i,j:longint;
3 p6 }% o3 p8 s8 p8 t" r. y1 Rp:array[1..50000] of boolean; . _* }  H9 ]6 h! T
begin . u8 B/ e& U/ O
fillchar(p,sizeof(p),true); ! D9 `3 D0 H1 W, |& ]" ]
p[1]:=false;
  M2 {& w; N) T; |1 r( g" v/ yi:=2; ) b% I. G+ }7 a5 c; E* G& f
while i< 50000 do ; o+ M) Z7 v2 g: Z# v: A
begin
  c4 G( F" ^' m: b7 Z: Gif p then : @% e8 h! n9 O6 c, ^' @! D. f) H
begin
, F* Y4 c0 e5 V/ u& r, D' ^j:=i*2;
1 t- R! W) W: d/ R1 _while j< 50000 do
: ~( Z4 m  f! ~7 _9 @4 U4 ^begin
1 G9 z  f, M2 \4 S) `4 bp[j]:=false;
$ Y( M" {5 y% f3 Finc(j,i); , F: k5 W! o6 n; M
end;
0 S9 ]9 ~5 B; b5 O; P& wend;
6 v+ T  [: X8 a% o" l9 F# pinc(i); - t; Q$ k- M4 d1 q5 k
end;
. Z9 _- S" |) e+ ^  s" |l:=0;
+ U1 a  Z3 I2 R3 @  |: @" o1 Tfor i:=1 to 50000 do . G& B1 \4 o% E# U
if p then
/ E( \& u% N* k. ybegin
; Z4 i7 P3 J7 g, l% Ginc(l);
& j: ?& s6 w. M( J8 fpr[l]:=i;
! x" c' S, V, k" I* V& |# u. rend; 7 C3 |' y; W+ w6 q
end;{getprime}
/ O( L$ n0 R+ L! Mfunction prime(x:longint):integer;
9 k* x3 @1 f0 [( }9 |% zvar i:integer; / Q' m. A6 e7 l9 b! C
begin 0 D; N' t2 N4 \
prime:=false;
2 H1 u! o) {) K# q' wfor i:=1 to l do
, x/ F. O2 W' a$ U' sif pr >=x then break 6 o0 ~& v+ u$ _; a! z0 y
else if x mod pr=0 then exit; " s8 z4 V% _5 |% R# M& k+ K
prime:=true;
% Y  ]/ {  |- Eend;{prime} ' X0 S/ f* W" ~2 P3 B& N  x& n

3 p' ]/ i* H' v' Z% g. V2.
; H0 F2 s% B" C, N2 m0 A) r# p2 L* V4 T
3.
! M2 S0 X- L; z7 Y2 L+ G) F+ r3 [0 [8 g8 X
4.求最小生成树
# S9 ]' T0 `. K8 \( ~. C7 `A.Prim算法: 2 |8 _" u4 d- u' M" {( F% U$ }
procedure prim(v0:integer); ! d1 n! F0 P. O
var
: u: O- r" m6 i+ Ulowcost,closest:array[1..maxn] of integer; . g' j& F9 O, d" d
i,j,k,min:integer;
: w- G- i" E+ z( x2 tbegin - ]% o6 c8 O8 x( y1 G1 B9 w
for i:=1 to n do . G' w. K4 M3 @5 |
begin
$ g: d% B" o" O( G  h* n5 T% Plowcost:=cost[v0,i];
/ l- I$ T3 @9 ~2 y9 B' Xclosest:=v0; ; S, C' ?5 L. f" Y0 {
end; 1 v3 p/ r! E4 O/ v7 T& k# z- N: j
for i:=1 to n-1 do
: J6 l" v4 Y( }* f, Rbegin
- K4 [& E% ?" \9 W3 I0 u( @8 {{寻找离生成树最近的未加入顶点k} 6 `+ g2 |, J2 @5 w& O0 P
min:=maxlongint; ; P0 T, u: l3 Q1 I( o  {$ u( H
for j:=1 to n do " v1 p9 s# z: H( h9 ?8 i
if (lowcost[j]< min) and (lowcost[j]< >0) then
1 [, j4 }. [" _; `0 u; y- z4 ?, Ibegin ) T& n, [  A1 X3 E9 e
min:=lowcost[j]; 5 U% d: U9 [  D& e
k:=j; . y  F3 b$ {4 l$ Y# b9 M
end; - E4 q0 Y  z5 n& n1 P
lowcost[k]:=0; {将顶点k加入生成树} 2 Q4 g3 g1 b# `. r4 [
{生成树中增加一条新的边k到closest[k]}
" E: a) P$ l& e% G& [4 a# r" U{修正各点的lowcost和closest值} ' M5 J( b" m# U
for j:=1 to n do
, y( I) f  |9 X  i: d2 m9 Sif cost[k,j]< lwocost[j] then " x" L9 Y* u+ p$ M0 }- ]
begin
- [6 d) d. j; r* j% x2 Elowcost[j]:=cost[k,j];
' n0 ?- n/ u  v* w. B* r  `closest[j]:=k; ! m+ d1 g  {( ?6 Q- }+ x
end;
( N& c, ^; d& Gend;
* I9 [3 H  N2 C: p5 E" Fend;{prim}
, @: ~& |+ u* P) ]* t: u/ o$ v4 JB.Kruskal算法:(贪心) % s6 Y  l( l" B+ [, h; @# e$ [
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。
4 Q8 j) L) ]* Dfunction find(v:integer):integer; {返回顶点v所在的集合}
% a) [# X2 D( [2 @0 w: zvar i:integer;
+ f; ~& E# P, c+ Y$ c8 gbegin
0 M9 V! s$ n$ ^% Ci:=1; ; i; `- j, k1 s! j
while (i< =n) and (not v in vset) do inc(i); 7 Q" h5 f% v" h- `
if i< =n then find:=i # O: g7 n$ M# b7 B8 e5 O
else find:=0;
- ?4 O5 k& d( Iend;
! |! l* w) L  J1 |8 S8 u5 lprocedure kruskal;
" w0 E% k# j: t  uvar . |* J$ z' z, |
tot,i,j:integer;
  m' D8 V, O7 Cbegin
  Y7 O! ]; }  |* Wfor 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}
+ j' _8 `, T7 M9 g9 Ip:=n-1; q:=1; tot:=0; {p为尚待加入的边数,q为边集指针}
" o9 l% k% W. S# F. {' Ssort; 3 o+ F; F, e- o5 b/ x9 P
{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} 7 B; l9 }7 w- p" \) P  s5 C
while p >0 do
! w: E! O% q9 j. I5 G0 k8 s5 bbegin
; _! o9 m0 O. K3 V5 ji:=find(e[q].v1);j:=find(e[q].v2);
! e2 i6 J' B" V" u% i5 K, Zif i< >j then
& n/ {0 u' k/ s7 x" W5 m' X( S* Sbegin
' o, ]) B, X5 q" s* B  Ginc(tot,e[q].len); / b- Y9 m, p$ {. b0 ~
vset:=vset+vset[j];vset[j]:=[]; / u* O+ c: m" j& D) L5 M7 L
dec(p); 5 r+ ^1 ^' V6 [. T: R# B0 g! E
end; 0 x; ]9 W% `2 A
inc(q);
' l3 ^$ D; a  B% wend; 6 ]% U+ z5 E& i: l- C  x, m/ @
writeln(tot);
- Y; `: t: Y2 G' W+ L) ]end;
% ?5 w( W! a. F/ U  D2 I0 z8 _$ L: B& s
  S3 R5 I& b( l. N5.最短路径
& H6 r* [; S2 B1 P0 eA.标号法求解单源点最短路径:
) E/ S7 b/ b: N+ [( yvar
! @/ ^* v6 b7 Z+ Z: y) S7 J% Ya:array[1..maxn,1..maxn] of integer;
9 {( x% |. K- y9 Wb:array[1..maxn] of integer; {b指顶点i到源点的最短路径}
; _: x9 g& a4 x5 G$ g4 @5 O) d/ r9 Y! n8 Umark:array[1..maxn] of boolean;
/ \  t$ K; l( N; k/ ~' j0 K4 e0 K9 u# b7 d, S
procedure bhf; " I' N5 t3 g" |7 |0 {# [5 S
var , e! d0 G1 W3 e" {& t$ _
best,best_j:integer; / l0 t+ ^& E! Q) T, p* X" |  \
begin
+ Q; P5 \6 |' v5 p1 C+ j4 Ofillchar(mark,sizeof(mark),false); ; S+ W  ^- C! R6 W8 \7 x1 ?
mark[1]:=true; b[1]:=0;{1为源点}
+ D6 e% b/ z6 ]+ K' V- s/ Brepeat   q" k. R* N' y, ^/ P3 B! ^
best:=0;
. c: A% l/ J5 `* q5 U5 w" K9 H: |for i:=1 to n do
( h2 E- X4 {+ s& @6 OIf mark then {对每一个已计算出最短路径的点}
: l4 [3 Z! K- j1 efor j:=1 to n do * W6 p+ r) T6 t/ H
if (not mark[j]) and (a[i,j] >0) then - j6 j  j1 y5 D. s
if (best=0) or (b+a[i,j]< best) then 3 l# y  G# w& p9 ~/ t
begin $ O+ ]" R/ ?- @5 i
best:=b+a[i,j]; best_j:=j;
# g$ J) R* ?! f6 ~end; ( ?2 M3 R9 l* R& F& [8 k& X
if best >0 then
: b6 U) l/ N6 d7 G. _7 ^6 Jbegin 9 k# Z/ d  T8 h: @5 \
b[best_j]:=best;mark[best_j]:=true; + e; \/ k; F; e
end; : E$ |' N5 _9 P8 G, o; [. s4 U& k3 `
until best=0;
( m7 {# F$ z# @0 M/ {3 r5 x0 vend;{bhf}
1 w8 N7 P5 L( ~9 [) a3 q/ w( w- x* ~; a
B.Floyed算法求解所有顶点对之间的最短路径: + a& C* e+ W% q
procedure floyed; ; Q$ L8 J9 Q& s( }, k9 }1 M2 Y) S
begin
) S+ }+ s/ |0 G. B4 `& ffor I:=1 to n do
& q- T* D- b" N# e' Cfor j:=1 to n do ) z5 W! H' M% _0 L
if a[I,j] >0 then p[I,j]:=I else p[I,j]:=0; , N. j$ \' A* r& k1 `% V7 I
{p[I,j]表示I到j的最短路径上j的前驱结点}
2 q3 W. [9 v) E5 r2 jfor k:=1 to n do {枚举中间结点}
. H0 [# }  h7 `) c- }: D3 Z& efor i:=1 to n do
6 G+ f* n1 h4 s! ?' R& W6 Yfor j:=1 to n do
# F  l' \# P( `8 a8 L" O3 aif a[i,k]+a[j,k]< a[i,j] then 6 `" `8 a* S, G( o& R
begin * D  I. j0 x# |+ B
a[i,j]:=a[i,k]+a[k,j];
+ r4 y( W# x: a6 o6 Hp[I,j]:=p[k,j]; 3 S2 f8 F8 n/ q0 d: C
end;
2 E- j7 L* j" r: F0 Z# B* x1 Y) Rend; ' V) ^. ^5 c7 o8 z
C. Dijkstra 算法: ( u: c# _" k: i' I% x
类似标号法,本质为贪心算法。
& q- `, R) [5 u. N5 H7 Cvar
& d! o) ?8 U; Z/ @& o2 H4 c  Ia:array[1..maxn,1..maxn] of integer; 5 V( P8 {* ]- @! m
b,pre:array[1..maxn] of integer; {pre指最短路径上I的前驱结点}
2 c. O& g6 @) E+ L, `* ?. i) p" rmark:array[1..maxn] of boolean;
) M9 w& E1 h1 }$ o. iprocedure dijkstra(v0:integer);
4 u4 u9 m( T5 s$ \; L& @begin 2 B, `) o1 d7 ]/ i* e& s2 m
fillchar(mark,sizeof(mark),false); , `0 A  Y5 ]! X) G* l1 S
for i:=1 to n do
# P9 @5 b& G& p! u' r" fbegin
4 G' P1 J5 J7 v$ |& u, fd:=a[v0,i]; 4 K: u# U4 o' w  W# _9 k
if d< >0 then pre:=v0 else pre:=0; 9 P4 x$ F4 ?& }: r( u' ~
end; 4 N0 [' R6 X' @+ N7 D6 }
mark[v0]:=true; 1 V3 B8 h9 N# ~+ l. 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}
! ?8 p! z' X6 l6 O6 P5 M* K3 D' Imin:=maxint; u:=0; {u记录离1集合最近的结点} 1 o- W+ v: O* j& R  o+ j3 }
for i:=1 to n do 7 V: \" g! E% t6 p
if (not mark) and (d< min) then
) D. `) Q! V: w( I- i1 V0 lbegin
$ Z! X# h3 N* I+ F0 Z9 Iu:=i; min:=d;
7 T$ U6 l/ N% d0 wend;
: H; o, B* p2 ^7 u+ X' N9 L3 bif u< >0 then 7 X: N7 X/ K3 g2 @% B  V
begin ; ~9 Y* g% D' Y6 P2 Y* P
mark:=true; 4 |/ o/ K/ S3 s7 s5 }, H( ~
for i:=1 to n do . N/ I; e# i" x7 z0 p$ {. {
if (not mark) and (a[u,i]+d< d) then
7 d1 {5 o1 }0 J, ?6 q7 ^, Ebegin # Z) k3 b/ C5 C2 Z
d:=a[u,i]+d; ( w; S. I2 m1 B" q; @6 Q9 D
pre:=u; ) O9 V. P8 M; i$ f% [- {
end; , R. i9 V, J1 K2 [. |
end; 6 A  g; R# C+ S, ]4 a+ l
until u=0; * ^/ I0 u4 s4 ?% F) d. W" ^, Y
end; ; _6 I8 \" {3 r% L
D.计算图的传递闭包 ! W' Q+ U- ^! u) n& Y* p- s% o' y- ]
Procedure Longlink; 1 h( w# k7 ~7 r8 x
Var * q1 j  l8 h/ M: Q0 G  o
T:array[1..maxn,1..maxn] of boolean;   _0 L& [! _! L2 _) m, E" ^9 ~8 X
Begin
" \3 K5 N2 X7 d! PFillchar(t,sizeof(t),false); + D* p3 t2 K* j8 `5 q: x6 P
For k:=1 to n do 3 M) u% Z8 @8 X- w  \) i6 i- K
For I:=1 to n do
( b! x7 ]- A5 V$ z) a/ TFor j:=1 to n do
) t3 u& ]2 A! b7 b5 l  I; UT[I,j]:=t[I,j] or (t[I,k] and t[k,j]);
9 z* }" u" K7 JEnd;8 a4 s$ I4 w2 f$ h) Q
; s5 L2 s1 `" F# s, k' X* G

作者: 果珍冰    时间: 2016-1-13 17:56
感谢楼主分享
( Z! e0 ?) ^9 x- f
作者: math数学    时间: 2016-1-13 18:03
0 {' H7 `7 k/ J  L; u* }
感谢楼主分享
( B+ _. }0 S9 m  Q; \: a+ Y) G: ]
作者: 磬溪畔    时间: 2016-1-14 21:41
很系统的程序
* _% n4 h: E( {
作者: whuy    时间: 2016-1-15 15:36
楼主写得不错,非常支持!!!!
1 a& W6 f" i( j2 ]6 Z
作者: xiaojiongdd    时间: 2016-1-26 11:01
谢谢楼主啦~~
1 D0 D% \. v. \' f$ D& H+ T5 d
作者: 铜锣烧lr    时间: 2016-1-28 23:20
感谢楼主分享~~~5 s) z9 c2 D, Y# o, ]





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