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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
4 V4 G0 a: a# x6 P2 l9 Q8 C求两数的最大公约数
% C  D4 F. [$ {. F! ifunction gcd(a,b:integer):integer;
/ j. A0 q9 D6 Y7 \6 C& g# Xbegin . O) j9 k; m  ~
if b=0 then gcd:=a
* f& O0 q* L, w1 Y3 y  _  b) }else gcd:=gcd (b,a mod b);
( [* s: t2 y: Z5 e7 g: V5 D3 Send ;
; @4 |" X9 x9 D' s, Q/ r4 G# j( a
# R2 [' Z3 N1 N3 T求两数的最小公倍数
9 \3 m8 J' Z/ r4 l! G+ U( qfunction lcm(a,b:integer):integer; 8 G. ?( K/ L7 A
begin
4 `6 n& A8 U& @3 i$ ]! Y% Yif a< b then swap(a,b); ) ]5 ~9 _, p- M/ G, |6 @. D& N
lcm:=a;
! n: q, M" P$ P( \! I! ^while lcm mod b >0 do inc(lcm,a); : k( O1 o, [4 w9 K. \* W  `) E7 t- `
end;
, ^: ~5 C  D6 ?8 e( b; a
; @+ b0 k0 o7 Q: a% J( q( n素数的求法 ; K0 T  D1 v' ~) W* l9 r3 h$ K- K
A.小范围内判断一个数是否为质数: 5 F  _5 _, s/ e) y- X9 n
function prime (n: integer): Boolean;
, o# q/ u8 g! Q5 O2 J, zvar I: integer;
4 F8 l* E# W8 G& G5 b8 v$ T) b/ Xbegin % \4 Y$ h9 R' |. ?) P6 d- e
for I:=2 to trunc(sqrt(n)) do 9 q3 h+ z8 o. \
if n mod I=0 then
: V1 C3 S( E: nbegin ; @8 L/ G2 ~* S1 v+ D/ z" e0 `; i, X
prime:=false; exit; ) {) o! f+ P- O) r/ r6 A+ e8 m8 `
end;
8 J, {: O5 C4 N# Cprime:=true; 1 R4 n4 F5 v. d7 o8 \$ b
end;
( }( Y, u, }+ x! O
1 ?& y+ m5 O. @5 z  Q3 RB.判断longint范围内的数是否为素数(包含求50000以内的素数表):
6 A# p0 }+ `$ B' r0 R4 n& M0 w& kprocedure getprime; ; ~1 c% U; C9 I7 X# F5 V' ^
var
/ A- ?; P- X' si,j:longint;
/ [4 }% L1 Y+ Dp:array[1..50000] of boolean;
5 S9 f0 R) t0 ]) o, xbegin - S# x. C& f9 i
fillchar(p,sizeof(p),true); : ^: @3 P- [, e9 ^: e& v$ d
p[1]:=false; & J* v# _7 {3 ?! U/ E0 F* R
i:=2;
9 w6 |9 i" h* m6 [% pwhile i< 50000 do " K, `5 ?) {# ?" y" x" C7 R
begin
' q8 w' `& k2 T" S5 Gif p then " N' Z- _5 @, S/ h5 J; q+ s4 Q% Y
begin
9 k0 d; F" y& J, s  P7 [! \j:=i*2; & _# v  I& i. m
while j< 50000 do
% w% a+ a% E- X/ K1 Y! X2 m" ybegin
7 T9 ~+ V# `4 [2 g: P! Gp[j]:=false; 1 e$ }2 @  g8 s* K! {7 Z$ t
inc(j,i);
2 b  B* v( [, z2 y1 C; q! Dend;
, Q0 I  }; I0 v6 _8 t# v1 J5 H7 nend;
: v5 Y2 d  |, dinc(i); , K8 j3 g. Q4 X1 C, n* l
end;
' \4 z) @; s4 ul:=0;
  U- e) ?& D8 v- ^for i:=1 to 50000 do 0 d4 i4 r2 k0 W
if p then & P" O9 _. h$ p9 q
begin ' g6 g# Q6 A- c) s; G" P
inc(l);
# A# v% u9 Q$ \- T9 N9 ]+ ]pr[l]:=i; ( H; f% U6 I, Z. z% o$ k
end;
! T% W8 J) N4 F# ^end;{getprime} ' {: F; W' P: }# \5 N# `
function prime(x:longint):integer; % }5 M' O! ]( `) m+ y
var i:integer; , r* v* T( M+ ^$ T
begin
2 e" Q8 _/ ^' m1 ?! xprime:=false; 4 P! w) u' `3 i6 D. w
for i:=1 to l do
8 A0 g7 r7 a) Y& kif pr >=x then break
4 h; U2 I! N( P1 d: e9 N- Belse if x mod pr=0 then exit; ' ^( m, v0 [+ O0 _; b
prime:=true; . [7 p0 V, j: ^6 l
end;{prime} # o% p+ t1 N" l5 J+ |

( f7 u: s/ @' H! R5 w* m2. ! }' B5 x, b+ H, A! p
6 U% B: \- s! E" S$ l$ y
3. 2 L1 W0 l7 ?# q8 ^* V+ ~

$ m5 ?# l7 j2 {2 e1 R' q4.求最小生成树 7 a9 \( d4 E1 I( ]4 \* `  b
A.Prim算法: ) ~' E) H& C) i; @( d5 P+ P8 X
procedure prim(v0:integer);
5 Z" t8 \. Z& N( Avar
& {0 G! b& h/ }. _; q6 glowcost,closest:array[1..maxn] of integer; " a! X; F5 F) ?
i,j,k,min:integer;
1 c' c- p5 C$ i8 ^. Wbegin
) E7 R. L+ e- K. _% Pfor i:=1 to n do ) F5 d; {9 k( Y( O1 d9 q, c8 D$ w4 T6 f
begin
; d: L3 w. e, k+ P; e. _lowcost:=cost[v0,i];
- \4 \9 `1 s* l" P; ~# E* J) aclosest:=v0;
' C' _4 q% C: R- J  C6 l4 qend; , j, ]9 G5 x8 p6 c1 o
for i:=1 to n-1 do 1 |- M5 V% o: @
begin / V6 G! O: f( A9 X
{寻找离生成树最近的未加入顶点k}
( a$ z* c: j5 k. w  K1 X2 z+ Pmin:=maxlongint;
) ~2 y$ v6 ]" ^2 K  }# E$ Dfor j:=1 to n do
0 s8 N. |1 \% o( p! y% z/ T) e4 Zif (lowcost[j]< min) and (lowcost[j]< >0) then
% Y* @* b: p+ {- Obegin
9 e% L$ {! y# b4 Cmin:=lowcost[j];
6 X5 S+ J+ E5 a* t. g6 E! uk:=j; ; `  g9 g9 F9 Y; @
end; 5 U6 i7 G0 H% i' I5 D
lowcost[k]:=0; {将顶点k加入生成树}
, e* d2 Q( R, O' Q, d; C; z$ T{生成树中增加一条新的边k到closest[k]}   ]' A2 F, u" {8 n
{修正各点的lowcost和closest值} 5 @/ m: \. Y9 J5 o, e, I
for j:=1 to n do 3 U4 R9 S( T2 K
if cost[k,j]< lwocost[j] then . P' N# r* E4 G' A2 E
begin
5 H0 Q  C; R- Y1 b4 [lowcost[j]:=cost[k,j]; 4 J0 M* X7 o; x/ H- U
closest[j]:=k; 7 ?& h( M- C/ c3 M2 d
end; / U5 c9 c( |( u  b) c
end;
- e' {* q* r4 R. Oend;{prim}
* ?0 S( U5 D% N% H* r4 n4 uB.Kruskal算法:(贪心) : M. ]6 D- D% n- t* N( ?
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。
; C8 Q* V0 n$ L, P* \3 Afunction find(v:integer):integer; {返回顶点v所在的集合}
  J6 R: D: ?  h: k) cvar i:integer; . w$ {2 A( y& U/ |
begin 7 {1 J( d  w: y: v
i:=1; 8 m2 Q. x: }. v: n7 I. s% j0 r
while (i< =n) and (not v in vset) do inc(i);
5 a( Q- f, O2 X' u  x% fif i< =n then find:=i " w) |% i# B- W& V# p2 U
else find:=0;
  P: O, l5 S- j9 [end; $ F, |, e9 I9 V
procedure kruskal;
7 Q) E) G4 _/ m$ U( A, h; [% Wvar 7 r; t. r4 i* q( ]
tot,i,j:integer;
7 u& A# M: @! a5 `" s' Ibegin
4 L' l0 L( v0 L5 ]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}
, d3 h6 |4 [/ gp:=n-1; q:=1; tot:=0; {p为尚待加入的边数,q为边集指针}
' s8 `! j* B  Y/ P6 B6 Tsort; 5 W0 z7 m* k' h/ ?" h( G3 D
{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}
8 M- A# \# P1 A. B* y' Y; q! {" ~while p >0 do / j) B1 X2 `( Z0 Q, P, h
begin 5 h( ]9 H7 Z1 M# C  I
i:=find(e[q].v1);j:=find(e[q].v2);   R# Z. z  J# T" T0 v; G0 N
if i< >j then $ g( u3 c' q  c
begin
2 e) o3 ~8 D2 d) Ainc(tot,e[q].len);
; x8 N! ]1 N6 D: G2 _vset:=vset+vset[j];vset[j]:=[]; ) ?- M9 _0 t6 ~9 C5 Y3 `/ r5 j
dec(p);
, y1 a4 F8 [3 l8 M# m" E/ H0 [4 V1 ?end;
! G3 ]" T% G) g- q( V& cinc(q); ' d" N3 p# x9 h( E1 D! {8 B2 y
end; - I  }3 G- ?( O* @
writeln(tot);
3 ?" g. m7 S2 @7 j, Z9 G1 Eend;
2 d; e* }! Y0 [5 m; A; w9 a* A- `
5.最短路径
+ M5 m7 k: T, b' ?* ^7 z' h$ qA.标号法求解单源点最短路径:
% P9 n  u( J2 t' D" ^  F4 cvar
9 O. M" Q5 C: _! v6 ea:array[1..maxn,1..maxn] of integer; 1 P5 V0 j$ D9 Z* M
b:array[1..maxn] of integer; {b指顶点i到源点的最短路径} * |% K8 S' _0 w0 g1 G
mark:array[1..maxn] of boolean;
- g, A" v2 R" f& ], C/ y) S
5 O* l) j) ]/ W4 \" w3 W( Dprocedure bhf;
# @4 E4 }  q7 H" R7 @3 u! rvar 6 @: _& ~3 [1 M  p4 y: n& D
best,best_j:integer; ' N0 a' @+ H5 @! Z. P
begin 2 I, |) e+ b  p. B- W
fillchar(mark,sizeof(mark),false);
8 E+ h; [) I* smark[1]:=true; b[1]:=0;{1为源点} ) Z) G; v# P  V* }
repeat
. U! g) x: r& @8 M8 u6 ]best:=0; # k  ^2 s& f7 u
for i:=1 to n do % [& i' G3 z8 l5 u* Z
If mark then {对每一个已计算出最短路径的点} ! o; {6 g) K, a) @5 k, I
for j:=1 to n do % d8 V7 \/ W9 U
if (not mark[j]) and (a[i,j] >0) then 0 G$ J5 d% N- i- n
if (best=0) or (b+a[i,j]< best) then
! q, W+ G" T* D3 x  R. Wbegin & d  g' J. f. t' d0 Y
best:=b+a[i,j]; best_j:=j;
3 ~0 S# e6 u$ T, ~+ Y  D# j  w( wend;
# D% Q$ M0 @9 r8 D& ?if best >0 then
+ c/ [5 @& f  \, O: k) ebegin
- t8 r% O9 D( F. X4 [b[best_j]:=best;mark[best_j]:=true;
  o* ^8 Y9 L+ d$ Yend; * T8 |/ U: ?3 e
until best=0; & _6 G% P4 P6 ]1 h0 t1 ]. x7 ]0 q
end;{bhf}
) H1 R3 X1 a* s) Q& @2 i, C$ K  A/ A, ]( ?
B.Floyed算法求解所有顶点对之间的最短路径:
; B' Q( q1 y/ Q& Z- B# F1 bprocedure floyed; 9 d5 T2 p# K( F6 ~
begin
2 M6 _9 x8 z  y: E" r* [; A- Lfor I:=1 to n do
( Y7 S) J9 U: @6 c8 @for j:=1 to n do ! k9 j& H/ y8 |; p; O+ l/ @
if a[I,j] >0 then p[I,j]:=I else p[I,j]:=0; 5 q& V: W7 |2 `$ N' q
{p[I,j]表示I到j的最短路径上j的前驱结点}
0 x8 P5 L4 Y- Ffor k:=1 to n do {枚举中间结点}
. m' ]- ?2 u, F' \% Xfor i:=1 to n do 3 E. p/ T. R3 s: t) f5 l1 B+ T' ~1 L
for j:=1 to n do
7 n7 y& l0 D' b0 ?" u) ]if a[i,k]+a[j,k]< a[i,j] then
9 X# u) B% M# `$ ?9 fbegin ; d2 F" H9 J) K- m) t& Z/ |
a[i,j]:=a[i,k]+a[k,j]; 0 ]: ^% Z! Q, h1 F1 R; X
p[I,j]:=p[k,j]; , l8 W  G- S# c, C
end;
6 }" e% o, t$ O5 N( [5 wend; 8 M, T4 i( ]& v$ P* G% B. J& J
C. Dijkstra 算法:
# z) Y& |  R( y! d类似标号法,本质为贪心算法。
! J7 z% C% y' lvar & R$ N% {3 j0 \! l7 \8 C( z
a:array[1..maxn,1..maxn] of integer;
2 p3 e; I4 t$ j3 m& Ab,pre:array[1..maxn] of integer; {pre指最短路径上I的前驱结点} 9 j& M, l* g6 }7 s& ^* G) k
mark:array[1..maxn] of boolean; 3 ~, f. A( T! y( H* R
procedure dijkstra(v0:integer);
) y1 w9 Z3 b9 P* A: {9 L/ Mbegin
, Z  K& r+ m! c9 y! jfillchar(mark,sizeof(mark),false);
8 f: E; K. K* A0 C" [for i:=1 to n do / j* m( f5 ~0 s& ^! Y
begin ( {5 U4 U0 I8 [+ j  w; ]$ G
d:=a[v0,i];
6 c& z% Z0 Z3 v9 g# n, _; Kif d< >0 then pre:=v0 else pre:=0; % v7 P6 Y! ~6 Y& ]5 c& T, `
end; , j) i7 u2 K! i% \. y, i/ j
mark[v0]:=true; / b/ i1 [* Z  g7 x
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} . h+ q; V& r! {$ I# ]4 X1 H6 ^
min:=maxint; u:=0; {u记录离1集合最近的结点}
3 l$ w# m. c5 n; r3 }) w9 Nfor i:=1 to n do 9 v0 ~) A& C7 o$ G  m
if (not mark) and (d< min) then
; x! O2 S7 }4 m, T+ v9 }4 ibegin
) I* [) H* J8 e7 ru:=i; min:=d; 0 n! d( f+ `$ v1 b7 p
end;
, H' N) F/ T2 ?3 wif u< >0 then 5 |* P' Y, ^  e' P2 m: w8 X
begin & }# z9 M! q, q1 V$ _/ Q2 V
mark:=true;   Q) S) R7 P% D! ^
for i:=1 to n do
5 |2 g- q% E% rif (not mark) and (a[u,i]+d< d) then ( V) _/ E" J; I: r! }4 S
begin
) D6 C+ v1 o% b- @2 n+ nd:=a[u,i]+d;
0 ^6 `1 O! C, D, o6 N8 R, upre:=u;
) e6 M  ^4 X0 Eend; ' m3 t* d4 G$ W6 }) G8 S
end; 0 j* g- e6 H8 O: j
until u=0; 7 x1 }0 s7 E2 E4 z
end;
2 i* I8 K1 Y9 ^3 i+ ]7 yD.计算图的传递闭包
$ h, I8 E1 n  g8 }4 N7 XProcedure Longlink; 0 N6 I, j8 O! g) z3 y7 m4 S
Var
$ p3 `7 g6 {- i# u! dT:array[1..maxn,1..maxn] of boolean;
* o& f( k& ~7 v" [& HBegin
; a/ m1 ^) x% K% |! NFillchar(t,sizeof(t),false);
" A, i. ?" z4 l. r( I! G6 e* NFor k:=1 to n do 5 D6 a6 e* x5 P
For I:=1 to n do
* Q, S  |1 U6 E; d* CFor j:=1 to n do
) P" g7 t1 V3 \2 F+ D  P4 Z* ?T[I,j]:=t[I,j] or (t[I,k] and t[k,j]); , W' K9 ~8 M% C% H+ W" Q
End;+ g9 i* f/ j; b2 U, k1 l

/ n: {' j  g; u3 w) n
作者: 果珍冰    时间: 2016-1-13 17:56
感谢楼主分享
" u( h9 \# Z* a. Z# U/ T# w
作者: math数学    时间: 2016-1-13 18:03

2 v4 H- m) B! t% ^: {感谢楼主分享% I6 f" h, K# t/ F. Q) t* k

作者: 磬溪畔    时间: 2016-1-14 21:41
很系统的程序+ y. u: s, Z" O7 q# k$ F' ~1 h

作者: whuy    时间: 2016-1-15 15:36
楼主写得不错,非常支持!!!!
( i2 ?3 s7 @& U9 y0 l7 y8 C
作者: xiaojiongdd    时间: 2016-1-26 11:01
谢谢楼主啦~~
+ ~$ K- Y3 d: o6 s
作者: 铜锣烧lr    时间: 2016-1-28 23:20
感谢楼主分享~~~( Y% n2 n( H) m1 T. Q2 s





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