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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 5 ~" w3 ^8 e& I7 C* V9 _+ j; v$ G
求两数的最大公约数
4 T; |: \  _# F/ I2 L0 j6 gfunction gcd(a,b:integer):integer; , T0 c2 K, r& v4 B" o' Y# f& J' l" O7 }
begin
0 V1 G; y1 f! w% Dif b=0 then gcd:=a ) _' D+ l; z1 |  P0 E
else gcd:=gcd (b,a mod b); / o6 Q' l# K* A  Y7 \
end ; ! M) q. N$ Y5 k. V* P7 D! l

' x" X  i. X, j( i2 [3 M0 {# |求两数的最小公倍数 & P/ h! X; ?8 `! Y2 d3 ^. C; |. h
function lcm(a,b:integer):integer;
3 N8 ?2 U% f( `begin : a; S1 m* `' g# M$ T$ e5 a
if a< b then swap(a,b);
+ X" s: ]+ T7 |0 Llcm:=a;
$ a, h& I  x! D/ owhile lcm mod b >0 do inc(lcm,a);
3 w6 F! L0 k7 l; f) g8 F. P8 r& Jend;
4 r8 m( x; f  X3 U6 _, a" q, g, E% \! \5 s, a9 f, k3 M
素数的求法 ( }" x3 m4 m# q1 c* z; G
A.小范围内判断一个数是否为质数:
0 p5 Y( ?' q9 c; w6 |# mfunction prime (n: integer): Boolean;
' l% ^. G2 r* h+ O& \) _) Avar I: integer; $ s) t% y9 D7 {! |! B
begin 9 A& a( N" w! H" i5 C  e  ?# B/ U
for I:=2 to trunc(sqrt(n)) do
4 }' S. }/ G/ w, bif n mod I=0 then 4 a8 R; x" M4 u1 f( A( X. p
begin
5 N" D) `* z& zprime:=false; exit;
! t$ B2 }, m+ d. u% gend;
" p, W+ h+ ]/ d/ T4 sprime:=true;
+ |7 a+ q0 O0 ], ^5 [end;
) P; c2 v+ M! n" t- Q: v8 V, R4 s1 k) ^5 Q- ~! J6 Q: u; G
B.判断longint范围内的数是否为素数(包含求50000以内的素数表):
9 |  d* Z% J/ `" C  rprocedure getprime;
6 b( I: x% L+ J- u9 ?var
% l  M; R0 f, n! ?9 E# o# @  Li,j:longint;
" [9 A" n; y  S2 E) Pp:array[1..50000] of boolean;
- p  X9 H* h/ m7 O% Ubegin # D' \' ]- p# F' T
fillchar(p,sizeof(p),true); / m* ]. G4 J) F7 l
p[1]:=false;
; W$ S5 a1 I: M- t' e3 d- ki:=2;
/ ^- O8 ?4 m6 `& ]% nwhile i< 50000 do
6 c; [' p- t9 b: y$ A) |! f* obegin
9 A" v1 U6 I1 g/ p8 f; uif p then
7 {8 ]) K/ n/ r( g: @0 }' i, D3 ^begin
. l( a  ^5 k5 b2 o5 Ij:=i*2; 1 c$ t% F1 n! ^0 D
while j< 50000 do
7 {" [$ U5 I! Fbegin
( r$ u, i% r& W$ n! J- h5 sp[j]:=false;   ]1 n* y3 _, \0 m
inc(j,i);
2 i4 g5 N% s4 y( k1 Wend; 2 J3 o( i- r8 O4 }
end;
7 f9 }0 e2 d: W. ^9 V6 T3 Ninc(i);
+ p# V$ C% {7 F* ~) oend; . D/ {, _& A# E6 q; Y9 X. _8 \
l:=0; 2 a! h6 l$ {  z! r1 M1 t7 W
for i:=1 to 50000 do
$ B* q9 V+ i# ]" Yif p then
& k6 w% _" {. X9 t9 C6 \begin
2 x, X' a  b" ainc(l);; V$ {! L3 W7 H
pr[l]:=i; ! G; K/ K8 o2 i& y
end; % d. a( P1 Y- K& ^
end;{getprime} / U0 \  I2 K, a+ I" ^
function prime(x:longint):integer;
8 F4 r) O9 c# B" u3 d6 O% v: O9 Wvar i:integer;
4 w5 y4 H' s7 b* d5 o& R) Q$ ?- `begin   Z! M3 b3 T9 C- I0 s% d5 o7 _2 w
prime:=false;
, _- ^( A8 Y7 e. ~1 ?* Q# y6 a1 Xfor i:=1 to l do 8 G- V! }  y% ?" L
if pr >=x then break   \8 V: N& A/ h( K! J
else if x mod pr=0 then exit;
. q" Y& L+ e0 y$ jprime:=true;
0 c8 {  V% I* W5 M3 J( x( n7 Dend;{prime} " t( T3 O, n" R- N' _  k8 i9 b
6 ?% A% j# b, S. n6 Y: b
2.
4 @& Q% i/ s8 W# `
) R+ X3 F! q0 B+ S% A9 {3.
) t# i( P7 c# d( n# z. v
3 l, I, n5 b, o% n4.求最小生成树 0 ~% R6 K; }% X$ N9 E  T7 ^! \
A.Prim算法: 9 Z; F* S) J( T& ~; E* E
procedure prim(v0:integer);
' C5 O7 u. j" bvar   A% D1 C/ _0 f. z( s
lowcost,closest:array[1..maxn] of integer;
; T% h2 y2 @8 [% n6 t& @8 Ni,j,k,min:integer; ' }: k2 G5 ?, x; q" P& m
begin * i* ]$ v2 b1 @  z5 d: {
for i:=1 to n do * l" y! I; d  |; k# Z2 I
begin
% @% e. N/ c& D* U+ Blowcost:=cost[v0,i];
2 u; X9 d3 I5 A- b, iclosest:=v0; : h! T5 h6 m3 p2 ~/ u
end;
) ?/ r- f( Z: h4 h* [+ V2 |for i:=1 to n-1 do
$ w3 e# ?3 W" D0 Q9 Rbegin + D9 p) H& x8 A1 Q: m
{寻找离生成树最近的未加入顶点k} / l+ [7 A8 D6 t5 X8 w9 O% u
min:=maxlongint;
7 K6 X+ ~: A( a' F, N8 Nfor j:=1 to n do
- a$ O% i/ \& n  C  Kif (lowcost[j]< min) and (lowcost[j]< >0) then ) s, F6 b7 l- {$ V8 H
begin 1 Y. w3 f( A9 [) n+ J
min:=lowcost[j];
; i9 @$ C- }7 P/ f, u* r1 x9 y" Ek:=j; 7 D- f- Y2 O7 ?' x
end; 2 A# a3 E! I4 `! ^/ r  z( o5 Z, {
lowcost[k]:=0; {将顶点k加入生成树} & x- w3 T) x0 @7 B
{生成树中增加一条新的边k到closest[k]} 7 u" x" B. F7 C) ^% j9 t3 K
{修正各点的lowcost和closest值}
7 W7 f* C8 f( m. z% x# g7 Zfor j:=1 to n do
2 y( @7 B4 z: b+ R1 J; P" s1 Wif cost[k,j]< lwocost[j] then 3 f( d5 w* Y  g
begin ; I8 z( b# a) S( U/ c( j
lowcost[j]:=cost[k,j];
% |' B) B5 u: L, p9 ~5 v% {2 Iclosest[j]:=k;
0 }) Q0 r2 x3 @$ Dend;
5 \5 `6 _9 x, B2 Tend;
2 c0 m6 v( w- Z9 S0 G& s0 B1 pend;{prim}
8 Q# z/ N  ^$ D" QB.Kruskal算法:(贪心)
# S3 L% C! d# k6 ~- A* z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。
& {0 M  v! G. I% X/ q3 xfunction find(v:integer):integer; {返回顶点v所在的集合} 9 ~$ w4 p6 g* z3 K( @
var i:integer;
* P( |, i6 ?5 c0 Sbegin & {& ^9 `, m" }6 n; [
i:=1;
. b8 E7 ?% R& D1 owhile (i< =n) and (not v in vset) do inc(i);
& ?9 r- [1 M6 |4 b/ bif i< =n then find:=i : O& b& k( I- l
else find:=0; - t# x; g0 R4 m5 y
end;
8 H$ r& W8 `* ~- [- hprocedure kruskal;
0 Y1 ~1 i' K( hvar
7 ?' |" ]/ t* Xtot,i,j:integer;
9 _% U; O) O0 P0 P: Kbegin & {6 x1 |& ~( d# `1 r6 c
for 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}
- u" X/ H; G, n& Z) \. Y8 Zp:=n-1; q:=1; tot:=0; {p为尚待加入的边数,q为边集指针}
6 s: ]; W7 ?6 K, msort;
( |3 {) X: E$ C8 \% l! y2 y9 t{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} . D- [! H: b8 V( V" z' {# b) w
while p >0 do
8 D7 \1 @# G! Z% |/ qbegin
: A6 M3 k, X7 ?( d. Qi:=find(e[q].v1);j:=find(e[q].v2); 3 Y1 I" D0 D; G
if i< >j then
2 O/ X$ C6 R+ @# q1 ?; g( zbegin 3 t; K6 y& @- Y# x
inc(tot,e[q].len);
% u/ P; T+ _& O! ~: z4 Z- fvset:=vset+vset[j];vset[j]:=[]; , X  g) u. l7 J/ E  ~
dec(p);
( P1 w* P$ O# ]7 r) I& Xend; , f8 g8 {1 B5 O/ E& x' @4 Z2 I
inc(q); , \$ j" _+ t' x* v
end; 6 H9 _, o8 x9 ^. T0 E
writeln(tot);
' J0 i5 d( I# Qend; 7 `6 U+ J3 [# d" |2 u) C, s% ]
' y* D  Z4 Q' T2 g
5.最短路径
) X8 h  Z7 F- L! XA.标号法求解单源点最短路径:
9 g/ ]. g1 F+ Y3 u) D! vvar
9 U# X5 ~' h9 _6 U$ R! `a:array[1..maxn,1..maxn] of integer; 2 r6 f; R6 J; O+ B5 }
b:array[1..maxn] of integer; {b指顶点i到源点的最短路径} 6 p4 d0 X) ~8 {1 K0 U) x7 t; M0 w" K
mark:array[1..maxn] of boolean;
4 B  P8 y3 o/ z9 P1 |" G. O5 j
; e4 `3 _& A$ U) c! D' I; Qprocedure bhf;
  ^+ ^9 _9 J) v2 e, k4 G; }var
8 m9 P& v; g$ I* F# Lbest,best_j:integer; 8 E/ ~+ E- U3 a' p8 m7 P9 \
begin & e3 {' N" ]! p3 \3 d1 C
fillchar(mark,sizeof(mark),false);
: ^, |& v" e* i0 C+ E, `# r" Smark[1]:=true; b[1]:=0;{1为源点}
/ T& x1 A) K; J$ u6 P$ |) ~repeat
( m1 h/ x, \& ~7 Y4 x! K5 C# Z+ L0 R! Dbest:=0;
- M' \! C/ s- ifor i:=1 to n do 6 |( K' N9 `; Y! E
If mark then {对每一个已计算出最短路径的点}
) Y( `/ L2 H# u+ j% K( r3 r8 N$ jfor j:=1 to n do
% G& [# m( c' [5 Eif (not mark[j]) and (a[i,j] >0) then
' x% ^- S0 j) l" g; E5 bif (best=0) or (b+a[i,j]< best) then 7 f* O' R. |7 X' l
begin
7 Z" T5 \) W1 A# Vbest:=b+a[i,j]; best_j:=j;
8 W( G* |! G. w! F* X' cend;
- [. L" v( _2 l# i! hif best >0 then - r" n% J' ?: k% p% W: i) Z
begin
+ Y4 h9 d( r8 ]% S! G+ Ub[best_j]:=best;mark[best_j]:=true; ; r: k# I( D4 C# c' V& \8 V. s$ K
end;
$ J2 c0 c+ `' b# Tuntil best=0;
" `) j3 X6 h; iend;{bhf} 7 }( H6 S2 M2 v/ y0 W

3 D/ s; d. @+ cB.Floyed算法求解所有顶点对之间的最短路径:   y' H) B% z" s5 T$ b. E7 z
procedure floyed; 4 C5 g8 R' ?( l9 R% ]. [
begin
1 n; g, G1 R. j3 efor I:=1 to n do , L1 T* l* R( H6 k+ e: d
for j:=1 to n do * a3 U. W9 c' i2 |4 P$ I3 M3 d! i
if a[I,j] >0 then p[I,j]:=I else p[I,j]:=0;
1 S' h) A1 L0 _{p[I,j]表示I到j的最短路径上j的前驱结点}
1 a3 Q# h7 k- M6 A! [for k:=1 to n do {枚举中间结点}
, d4 x8 u& ]- s7 b9 e9 _0 |for i:=1 to n do ! ^5 g  }' Z" O# ?
for j:=1 to n do
6 _; w0 M+ g2 _8 i0 \6 Y5 u; K& qif a[i,k]+a[j,k]< a[i,j] then ! s& R6 r; F2 ?. a8 n
begin
# |- E. ]- o8 L6 i, |a[i,j]:=a[i,k]+a[k,j]; : M* A* G9 ?- L" G2 L
p[I,j]:=p[k,j]; 8 e, V$ t- r7 v3 Z
end;
6 l6 ~/ B! x7 A" dend;
( n, ]) Z0 F5 I+ q+ kC. Dijkstra 算法:
+ W. Y# @2 c# d类似标号法,本质为贪心算法。 # i! C' M6 U3 T" l+ I8 @% N% ~
var 1 Z# E2 }/ H) G) O
a:array[1..maxn,1..maxn] of integer; / s- p; j9 c9 Z- x4 Y
b,pre:array[1..maxn] of integer; {pre指最短路径上I的前驱结点}
- k% P# M" Y- Q; Gmark:array[1..maxn] of boolean; : {$ K9 c/ Z& G$ K2 N7 F: i
procedure dijkstra(v0:integer); ) T" F& O+ }6 a$ {
begin
2 }# E% X; u8 d+ c$ b2 d5 L5 Rfillchar(mark,sizeof(mark),false);
' ^3 L9 X. ^' m% s( M8 N4 ^for i:=1 to n do
2 U- }+ ?& A, y% M' r! I! E: w/ b/ `begin 0 D5 T: X' s2 Y
d:=a[v0,i]; . a( c1 N" F7 a+ S8 }
if d< >0 then pre:=v0 else pre:=0;
$ s" Y, T5 B  k5 xend;
6 C+ t) w' R  z& w" |7 T3 Amark[v0]:=true; ; D/ Q9 `) M' R; T2 h) R7 Y! L# V
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}
  e& D1 x. _( D, hmin:=maxint; u:=0; {u记录离1集合最近的结点}
% u; @, `1 k  v  C9 G, Jfor i:=1 to n do $ ^- Y9 V* x- e; ?1 I% w9 W
if (not mark) and (d< min) then
4 K: o9 G" r8 P8 I& d7 C* ^! P2 pbegin
7 T6 r- E5 q1 u# g4 ^1 A! Iu:=i; min:=d; 0 J3 k) V9 G: G$ }; J: W0 R
end;
+ y5 ~8 q  Z+ D5 @+ gif u< >0 then , x3 c6 c/ ]2 o; S* P5 Q
begin
7 M, _( f5 l1 t4 }' Gmark:=true;   j) v6 C" g2 U
for i:=1 to n do
. M0 b; T; Y! |( M7 sif (not mark) and (a[u,i]+d< d) then * b3 B) o4 B0 l1 j
begin
, A4 z7 T9 t+ [! o/ Q' U& B) _d:=a[u,i]+d;
: S$ }4 X4 \' M# ]6 D. A) `' Y" qpre:=u;
+ M3 c& ?5 i' p* M$ aend; ) d+ y* x, w& ?% Y& ?- W3 l- n4 ~& W
end; % @$ T+ c) X- H3 H3 \0 }. ?
until u=0;
1 E4 [3 l% V4 I* f, Kend; - ~. y( H* b8 ?; j) b) I% M
D.计算图的传递闭包 . p5 }1 [$ j7 M$ P# _8 C2 x
Procedure Longlink; 1 I/ [- _8 \5 ^1 O& t7 d+ Z
Var 5 u3 Q- ]) }: F
T:array[1..maxn,1..maxn] of boolean; 0 p$ ?5 ^+ K: |, w; {: Z; W: l# e
Begin " h5 P& Y+ x* @  U6 Q/ E7 f: E; {
Fillchar(t,sizeof(t),false); 3 S9 z' W7 r3 R
For k:=1 to n do
1 a% N; `6 s3 MFor I:=1 to n do
3 ^4 W/ D3 P2 D* zFor j:=1 to n do " V' |$ Z7 \5 V! d1 U1 U
T[I,j]:=t[I,j] or (t[I,k] and t[k,j]); & r8 i* n! [- j
End;0 e, \! M/ a. ], _+ D5 n8 F9 H
+ v# l! A/ x% e1 o) Y7 `

作者: 果珍冰    时间: 2016-1-13 17:56
感谢楼主分享. Z2 J! ?, `3 o) M: u

作者: math数学    时间: 2016-1-13 18:03

% |/ t' [1 w& ?) m+ K+ ^) {( z感谢楼主分享3 i2 M: o1 P- i* |: p5 c

作者: 磬溪畔    时间: 2016-1-14 21:41
很系统的程序
. ^% M' y6 ], n# Z- g: m7 E! }
作者: whuy    时间: 2016-1-15 15:36
楼主写得不错,非常支持!!!!7 K9 D9 G' e$ B- [9 V

作者: xiaojiongdd    时间: 2016-1-26 11:01
谢谢楼主啦~~
8 u" j0 }- _; h; |, \
作者: 铜锣烧lr    时间: 2016-1-28 23:20
感谢楼主分享~~~- I2 b& h+ ]. A





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