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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 6 }5 ?0 N* r4 Y: f9 \' B
求两数的最大公约数
& I( K5 ?! M. R1 f2 gfunction gcd(a,b:integer):integer;
4 U. p& l$ g( A! qbegin
7 [! ~2 v: i1 G. Zif b=0 then gcd:=a / e" f2 E+ }7 S" O- S
else gcd:=gcd (b,a mod b);
( O  V# j; r" n* n/ ?# [+ @end ; ; W; o1 s0 t/ I0 A1 x; W2 A

0 N) C# B+ d% X' }求两数的最小公倍数 5 @4 \; o1 m; H) T* k. j  t7 F+ G
function lcm(a,b:integer):integer;
* y0 G! ~7 x- y* K1 {5 W8 Ebegin
% _2 J/ k! R+ m& ^- _0 K$ dif a< b then swap(a,b); - E$ P* [5 ^- g4 l* s1 e- Z
lcm:=a;
& _0 E# }8 T# Y' kwhile lcm mod b >0 do inc(lcm,a);
- u: M. s' K% F* G2 @end;
. u# p9 A# E  |1 L
/ m. n6 z* r# v素数的求法
4 s% i9 n+ K! P1 T7 ^A.小范围内判断一个数是否为质数: $ i- m2 Y3 _! L+ i" C( c% `0 G! y4 B3 @
function prime (n: integer): Boolean;
0 Z# P4 E/ \* H+ rvar I: integer;
# t' D$ q) c4 C. j8 R- Fbegin
, H5 e. I) {, y; h% J0 dfor I:=2 to trunc(sqrt(n)) do
* |! u: M) ]1 K2 W3 P; [if n mod I=0 then
. E6 R* {- d: V  Qbegin
# L: z- r, d* A  L! Cprime:=false; exit;
& l5 R4 i  A) [* o! h+ x8 nend; 1 U4 m. X' C# P6 l( [1 J
prime:=true; - u3 H) u9 L7 M
end; 7 L: H7 l( G+ b4 B2 ~* G

1 D0 |) p0 x3 `8 w8 oB.判断longint范围内的数是否为素数(包含求50000以内的素数表): . ^0 d, c" m' q6 T. Q0 {
procedure getprime;   A# I8 F# g( u
var
; v( s% e# Q/ v3 B9 {& ti,j:longint;
9 B# y% z+ D! P4 jp:array[1..50000] of boolean; ) O. p% m7 ^8 z& Y; h$ c* N7 x
begin
  J) F: a# m3 l: V6 }/ Vfillchar(p,sizeof(p),true);
. \3 Q7 n3 z4 r% T8 Lp[1]:=false;
( M& ~  t3 k1 U) X  }2 Ri:=2; * d) L' i8 |1 o7 s2 D
while i< 50000 do
% {# W  E1 B( ]/ p: U# lbegin $ u7 x& z1 }3 v1 a" j( t( S
if p then
: k' A: Q' [/ h. L  n/ C2 j* bbegin 8 L" Y' |# g8 g. M- z0 B
j:=i*2;
, K& K: o+ ]9 s5 @8 Q' U% A2 d: K6 Bwhile j< 50000 do
2 e, R$ g0 }# L; i" Ibegin
5 o/ z2 W& S2 s+ Y% `' zp[j]:=false; ' X% j/ `: E: J  J8 S) {8 |  h9 _
inc(j,i);
8 T  p5 J( h+ Y% _4 Wend; - v! d7 I3 d2 K! a: ^* Y
end;
- u# {: V: J* j6 @1 Qinc(i); / k- O* Y5 q" A) {8 f/ m
end;
* M( H0 e, a; I& _l:=0; 5 ?/ k8 G( C/ N. q$ P
for i:=1 to 50000 do # P+ d& ?  D+ M1 M+ u1 D- V
if p then # x5 N( [% P' _0 T5 o6 c7 T# R: ?
begin
; z# l0 n" c( j% Linc(l);% _8 p5 n- S9 }) p6 C
pr[l]:=i;
; N1 c8 D) Z3 W7 ?" d  r* gend; 8 K/ C1 s$ x$ t" e' V
end;{getprime}
3 P" w* A8 H. b0 \2 hfunction prime(x:longint):integer; + V7 P9 f- z8 I2 x9 Y# z& B2 B
var i:integer; " F9 j& Q# h4 q3 d8 k; b
begin ; _$ s3 ~% ^4 }0 U% }5 l/ r
prime:=false;
0 y! ?# ~$ m! i% Yfor i:=1 to l do - ]( X% p4 n1 T1 P& |1 H9 y
if pr >=x then break
1 J% o0 o, V5 B% Qelse if x mod pr=0 then exit;
5 s7 e7 f  A" I3 dprime:=true; / ]- p6 _% P" G/ z$ [3 [6 x
end;{prime}
* {8 i1 z3 A& Q, b$ v8 v4 ~. ^9 J- m
2. 2 t& H8 J, M( O; Z' P) _
/ S. r2 _3 i, f( o1 j
3. " x+ O( r1 A: {& F  f  W
7 i+ _% E! P4 V8 c
4.求最小生成树 $ s9 L7 k$ a# V1 V. r
A.Prim算法: $ }; l$ y* A9 [6 E- r
procedure prim(v0:integer); 8 d$ k8 [2 d1 H9 v$ ]% t
var 0 k& X: f7 \, [: }1 e
lowcost,closest:array[1..maxn] of integer;
+ N+ k2 N: v+ S4 }9 ^" X9 Mi,j,k,min:integer;
* z( u' Q& p. X4 K8 Pbegin 4 u! c  ?1 u  ?
for i:=1 to n do " S5 K% S. ]  ]% Z) t2 o6 C
begin 6 P: Z- {0 ?, L' V2 K
lowcost:=cost[v0,i]; $ z2 q/ D4 k- W6 W8 _
closest:=v0; 1 L& V9 H/ N1 R1 K# k  ]$ u
end; * }6 X" Q" `( c$ f2 t, D2 i8 g
for i:=1 to n-1 do # w+ n* ~' C# _( [, a- F
begin
+ p& Q! n2 U6 Y% b& B{寻找离生成树最近的未加入顶点k} 7 d: m5 L& C; e4 Z4 C6 c/ l
min:=maxlongint; # n: w5 j+ {, {( a+ [7 s$ e& g
for j:=1 to n do
7 O& q. v; X3 X1 \; M$ S6 A6 N) Sif (lowcost[j]< min) and (lowcost[j]< >0) then
' |" q0 C+ o5 |8 g" R4 ybegin % B: U9 u* M& ]4 v
min:=lowcost[j];
& X3 C2 Q! H, x4 d7 k5 }k:=j; ' N- \1 y5 J8 n! J# i
end;
$ i( j7 p( `1 [6 n; V1 D5 y' Z9 |lowcost[k]:=0; {将顶点k加入生成树}
7 J: d# D$ U# t% h0 @, p$ s$ T{生成树中增加一条新的边k到closest[k]}
# R/ j& Q; z3 @; X% C. V! O{修正各点的lowcost和closest值} % g. M' t2 l- r8 p5 j
for j:=1 to n do / v& [5 Y" x$ s! b) T6 M. w
if cost[k,j]< lwocost[j] then 6 I! V: }- {, |. r6 D5 c
begin
3 B. O0 [9 V( f3 e1 M2 G7 A6 Qlowcost[j]:=cost[k,j];
* R. m. B9 S3 X8 @6 h6 \$ e/ _closest[j]:=k; ; l; ]% b! j" Q) r
end; , |6 b4 ]  R; _( m7 b
end;
* F  n5 S: F) C" q9 zend;{prim}
2 o( E2 l2 R* Y0 I) W. fB.Kruskal算法:(贪心)
6 G. b6 M& L1 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。 2 ?2 D* p$ X5 i5 W1 t$ M1 y0 X
function find(v:integer):integer; {返回顶点v所在的集合} ! S1 N& T( ?1 l+ {. @% w
var i:integer; , X, ]; Y6 N, _8 `# W7 q
begin ' m% H. v' U. @+ x, D
i:=1;
, {. |, k! ^9 ^- q% Mwhile (i< =n) and (not v in vset) do inc(i); : S* {  [( R, j
if i< =n then find:=i
# y9 y, u. |! i+ Nelse find:=0;
# P0 I9 j/ X3 _  n' _end; ; i; A$ M# c( I3 q0 e+ }
procedure kruskal; 2 K# o( L( w6 ]: ]; \, [" S% ^
var
+ y2 ?: }* p: k/ K0 N/ w" utot,i,j:integer;
1 D" u; e& F7 n/ V7 q; sbegin ' \, A$ }5 v- j: p* B
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}
3 N7 j1 O& f1 j6 E" i  qp:=n-1; q:=1; tot:=0; {p为尚待加入的边数,q为边集指针}
/ N4 w0 Z. e+ Q7 e% Gsort; , t+ D& M6 _& Q. J3 Y. ~
{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}
$ @# i: j2 {+ U+ m3 c! {while p >0 do
  A( m- @' g* U- dbegin . E# ?/ u) R( }# U4 ?8 b
i:=find(e[q].v1);j:=find(e[q].v2); ' u5 t% q# V8 A, b0 X% o$ p: @9 _# B- \
if i< >j then
3 V2 T) d; X  G# A* Q' D) r/ Obegin
3 _: T3 m% N  M' Y* \( H5 `, hinc(tot,e[q].len); % ]# H/ F9 |7 E) L; W
vset:=vset+vset[j];vset[j]:=[];
; }0 x# t: s7 Ldec(p); + M+ a9 I/ R' E- k% Q& k" ~$ w
end; 1 B. `( V- Y# |* a+ r8 S# j
inc(q); & A( T0 v+ h& |$ c$ y
end;
3 \5 j2 g! r1 _" ewriteln(tot);
+ N- y" l' j. Send; ' @) I% h, v9 L( t: e! p3 l) }
7 v; ~1 M& |  Q8 G8 t* n
5.最短路径
: L$ [% F% r7 ~6 s8 O5 jA.标号法求解单源点最短路径: , [6 G/ z9 J- B6 @# n, E
var 4 t. r! E+ l0 W$ t
a:array[1..maxn,1..maxn] of integer; 6 f- _, x. w6 H& G) O  h5 z) @, \
b:array[1..maxn] of integer; {b指顶点i到源点的最短路径} 9 b- g6 ~  U" X- g+ n, {8 _- D! }
mark:array[1..maxn] of boolean;
8 ]0 o" p3 `* b
0 t% D) X& o; \procedure bhf;
5 P8 S( p' c1 ?# N7 Gvar
3 _3 r4 J/ X/ o7 I7 \( [0 vbest,best_j:integer; 3 y- m& j- S% s3 n( @; ?
begin % Z0 G- u: f0 _5 ]4 x! p& w
fillchar(mark,sizeof(mark),false); & ^- h( C$ x0 l3 L4 q- D  R- @
mark[1]:=true; b[1]:=0;{1为源点} . O4 _( Z1 ^5 R' N. b7 ?
repeat
0 h! |, m0 E' W0 s  V! sbest:=0; 5 M% q: ~( f. n" s
for i:=1 to n do 7 Y# t# [6 _1 Z" ?* S& {. P) V
If mark then {对每一个已计算出最短路径的点}
9 }& Q1 i4 U( T, V% ?for j:=1 to n do
" C  U& [3 ?9 _, y- bif (not mark[j]) and (a[i,j] >0) then   E/ p& H) Q* C* U- D8 y  q2 z
if (best=0) or (b+a[i,j]< best) then
: `$ W) \7 Y% `4 J, M7 |" |begin 1 O* V4 }# q9 r; S+ y& g7 _
best:=b+a[i,j]; best_j:=j; 8 C$ a( q3 X, t* r; R
end; 1 T$ y" U( H! ?
if best >0 then . L! j$ r+ H  O- F* D/ ^
begin
4 M) B4 W7 ~4 g0 J- Eb[best_j]:=best;mark[best_j]:=true; ) @2 r" f; d. {* u/ D9 g
end;
2 d9 U0 v: r  quntil best=0;
* C$ _% t  T( S; x2 C- \# Dend;{bhf} 1 _8 e* V5 d+ u: m6 b' {2 K. d5 ]
; T* w0 @' y8 J- s2 F6 a& O0 u  D
B.Floyed算法求解所有顶点对之间的最短路径:
6 S* e& U2 ]" i$ h% F3 ^4 Cprocedure floyed; : }3 B! D& J- k' ~9 m
begin
% D, ^# r; A; Q# A& x& i9 U" P" Cfor I:=1 to n do
& e6 {1 Z; E% p+ h0 N5 Z# _- tfor j:=1 to n do
. x# ]/ Q. f& j8 [- h- F. \if a[I,j] >0 then p[I,j]:=I else p[I,j]:=0;
/ [0 y: E0 l; U7 O) p" C{p[I,j]表示I到j的最短路径上j的前驱结点}
, {. _6 E" e* T) \6 {for k:=1 to n do {枚举中间结点} / X: f* K+ u+ O
for i:=1 to n do 9 \. J: ^% \3 u5 K* V
for j:=1 to n do 2 q( u4 z1 K% ]; Q7 R: k2 h& \
if a[i,k]+a[j,k]< a[i,j] then & K" J" k) Z3 H
begin
  w0 R" B6 y# b# D) r/ za[i,j]:=a[i,k]+a[k,j];
' p/ G* _$ i+ ~0 _- G0 k4 n' up[I,j]:=p[k,j];
" ]  ^8 X0 G, E$ y" g9 [end; * `3 J( ?( C. g& J+ s
end;   j3 h" J2 U/ n4 q0 F0 [2 V& [! o( y
C. Dijkstra 算法: ' E& y) m' _; U4 O8 D( j3 S5 l* P( N
类似标号法,本质为贪心算法。 * K5 _8 c" n9 V* N; t. x; S
var . F5 s3 h- U# O: s# d- L$ r; K4 |
a:array[1..maxn,1..maxn] of integer; $ X& x& |% E3 u6 T  _( |
b,pre:array[1..maxn] of integer; {pre指最短路径上I的前驱结点} ; M, a$ m3 S  w% ~3 e; t
mark:array[1..maxn] of boolean;
1 l& B9 R4 [$ h$ V" l  oprocedure dijkstra(v0:integer);
  F0 n$ D, _( kbegin " p: M5 ?! h3 s# h6 @
fillchar(mark,sizeof(mark),false); , S  t# R/ c# _  c1 K% Q
for i:=1 to n do
' p* E- B( z, ^# B' h9 p+ |begin 0 r. H; e9 K3 Q
d:=a[v0,i]; ! K6 N! K( a8 }
if d< >0 then pre:=v0 else pre:=0;
/ P  v$ ]" S4 U$ ]9 G( mend;
0 C" w$ x1 L* l; T) }7 f6 Emark[v0]:=true;
; w& r5 _, V* J2 b0 ]9 \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}
. w6 U- z, i' w! Vmin:=maxint; u:=0; {u记录离1集合最近的结点} + U$ ~; W6 [& @  `, f
for i:=1 to n do + k3 N+ N' h( c( B* G
if (not mark) and (d< min) then # K. u/ K  z1 X: X7 v  m
begin
; q' J* i1 u$ e( v- J. xu:=i; min:=d;
0 Y( D" s( s# m% Q  |- oend; 3 \. v' F- G7 Z! H& S/ k
if u< >0 then 4 g% ~4 k4 ]; \
begin
5 {) c( u2 O$ ?0 b* R- U& `mark:=true;
& R; p9 [$ I2 A' Efor i:=1 to n do
" R$ D! w" H0 V6 e6 Cif (not mark) and (a[u,i]+d< d) then , c7 P3 r, Q; g  o
begin
- D3 u. c/ _* ]6 a. K1 Y/ T; s. pd:=a[u,i]+d;
& h5 g4 q6 X8 `7 w5 N: `& A- Bpre:=u; 8 a. Z6 D1 M1 q$ n: z
end;
% s6 L& `/ v$ ?" Fend;
" H3 K) L! a; j2 a' suntil u=0; # L3 H& |+ n/ ]* {3 V4 H7 E
end;
0 m' x) M4 B, b- |2 pD.计算图的传递闭包 0 ^) M% c+ d/ E" Y9 g7 S
Procedure Longlink;
3 q  q4 V! O0 \. C/ WVar
0 p1 n% c  B8 ?) UT:array[1..maxn,1..maxn] of boolean; & y+ U$ _% v" ~  _: E
Begin
4 ^) v1 a7 F( ^' B: T. pFillchar(t,sizeof(t),false);
2 t5 `- i5 w! y5 ^9 M, x9 vFor k:=1 to n do
/ N6 s- w3 ]/ J7 r- A! r! KFor I:=1 to n do 3 Z. c" A) M8 n/ U6 j# }
For j:=1 to n do
5 N) ~3 p4 u6 g, |( W& N! zT[I,j]:=t[I,j] or (t[I,k] and t[k,j]); 4 ~4 F' H$ v, }5 h( N" V  j1 N
End;7 t7 e$ r9 i! f7 l4 y- ]

* o& K3 N5 G) C0 F$ |, D1 _
作者: 果珍冰    时间: 2016-1-13 17:56
感谢楼主分享  \  C0 r6 A8 Y" d8 ?4 W

作者: math数学    时间: 2016-1-13 18:03
' B: h% W& ]+ p& f# X
感谢楼主分享
& @9 l' ]( T% y
作者: 磬溪畔    时间: 2016-1-14 21:41
很系统的程序
0 l& e) G6 B- |
作者: whuy    时间: 2016-1-15 15:36
楼主写得不错,非常支持!!!!
% |% M( q* V# n) @& h& H8 M+ S
作者: xiaojiongdd    时间: 2016-1-26 11:01
谢谢楼主啦~~1 ^$ O: u2 L4 w% G- W$ ^

作者: 铜锣烧lr    时间: 2016-1-28 23:20
感谢楼主分享~~~4 j* E, n7 F5 s4 R* N





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