2022年C语言基本算法 2.pdf
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1、C 语言常用算法一、基本1交换(两量交换借助第三者)例 1、任意读入两个整数,将二者的值交换后输出。main() int a,b,t; scanf(%d%d,&a,&b); printf(%d,%dn,a,b); t=a; a=b; b=t; printf(%d,%dn,a,b); 【解析】程序中加粗 部分为算法的核心,如同交换两个杯子里的饮料,必须借助第三个空杯子。假设输入的值分别为3、7,则第一行输出为3,7;第二行输出为7,3。其中 t 为中间变量,起到“空杯子”的作用。注意 :三句赋值语句赋值号左右的各量之间的关系!【应用】例 2、任意读入三个整数,然后按从小到大的顺序输出。main(
2、) int a,b,c,t; scanf(%d%d%d,&a,&b,&c); /*以下两个if 语句使得a 中存放的数最小*/ if(ab) t=a; a=b; b=t; if(ac) t=a; a=c; c=t; /*以下 if 语句使得b中存放的数次小*/ if(bc) t=b; b=c; c=t; printf(%d,%d,%dn,a,b,c); 2累加累加算法的要领是形如“s=s+A”的累加式,此式必须出现在循环中才能被反复执行,从而实现累加功能。“A”通常是有规律变化的表达式,s在进入循环前必须获得合适的初值,通常为 0。例 1、求 1+2+3+,+100 的和。main() int
3、 i,s; s=0; i=1; while(i=100) s=s+i; /*累加式 */ i=i+1; /*特殊的累加式 */ printf(1+2+3+.+100=%dn,s); 【解析】程序中加粗 部分为累加式的典型形式,赋值号左右都出现的变量称为累加器,其中“i = i + 1”为特殊的累加式,每次累加的值为1,这样的累加器又称为计数器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 14 页 - - - - - - - - - C 语言常用算法3累乘累乘算法的要领
4、是形如“ s=s*A ”的累乘式,此式必须出现在循环中才能被反复执行,从而实现累乘功能。 “A”通常是有规律变化的表达式,s 在进入循环前必须获得合适的初值,通常为1。例 1、求 10!分析10!=123 , 10 main() int i; long c; c=1; i=1; while(i=10) c=c*i; /*累乘式 */ i=i+1; printf(1*2*3*.*10=%ldn,c); 二、非数值计算经典算法1穷举也称为“枚举法”,即将可能出现的每一种情况一一测试,判断是否满足条件,一般采用循环来实现。例 1、用穷举法输出所有的水仙花数(即这样的三位正整数:其每位数位上的数字的立
5、方和与该数相等,比如:13+53+33=153) 。法一 main() int x,g,s,b; for(x=100;x=999;x+) g=x%10; s=x/10%10; b=x/100; if(b*b*b+s*s*s+g*g*g=x)printf(%dn,x); 【解析】此方法是将100 到 999 所有的三位正整数一一考察,即将每一个三位正整数的个位数、十位数、百位数一一求出(各数位上的数字的提取算法见下面的“数字处理”) ,算出三者的立方和,一旦与原数相等就输出。共考虑了900 个三位正整数。法二 main() int g,s,b; for(b=1;b=9;b+) for(s=0;s
6、=9;s+) for(g=0;g=9;g+) if(b*b*b+s*s*s+g*g*g=b*100+s*10+g) printf(%dn,b*100+s*10+g); 【解析】 此方法是用1 到 9 做百位数字、 0 到 9 做十位和个位数字,将组成的三位正整数与每一组的三个数的立方和进行比较,一旦相等就输出。 共考虑了 900 个组合(外循环单独执行的次数为9,两个内循环单独执行的次数分别为10 次,故 if 语句被执行的次数为91010=900) ,即 900 个三位正整数。与法一 判断的次数一样。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
7、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 14 页 - - - - - - - - - C 语言常用算法2排序(1)冒泡排序(起泡排序)假设要对含有n 个数的序列进行升序排列,冒泡排序算法步骤是:从存放序列的数组中的第一个元素开始到最后一个元素,依次对相邻两数进行比较,若前者大后者小,则交换两数的位置;第趟结束后,最大数就存放到数组的最后一个元素里了,然后从第一个元素开始到倒数第二个元素,依次对相邻两数进行比较,若前者大后者小,则交换两数的位置;重复步骤n-1 趟,每趟比前一趟少比较一次,即可完成所求。例 1、任意读入10 个整数,将其用冒泡法按升序排列后
8、输出。#define n 10 main() int an,i,j,t; for(i=0;in;i+) scanf(%d,&ai); for(j=1;j=n-1;j+) /*n个数处理n-1 趟*/ for(i=0;iai+1)t=ai;ai=ai+1;ai+1=t; for(i=0;in;i+) printf(%dn,ai); ( 2)选择法排序选择法排序是相对好理解的排序算法。假设要对含有n 个数的序列进行升序排列,算法步骤是:从数组存放的n 个数中找出最小数的下标(算法见下面的“求最值 ” ) ,然后将最小数与第1个数交换位置;除第 1 个数以外,再从其余n-1 个数中找出最小数(即n
9、个数中的次小数)的下标,将此数与第 2 个数交换位置;重复步骤n-1 趟,即可完成所求。例 1、任意读入10 个整数,将其用选择法按升序排列后输出。#define n 10 main() int an,i,j,k,t; for(i=0;in;i+) scanf(%d,&ai); for(i=0;in-1;i+) /* 处理 n-1 趟*/ k = i; /*总是假设此趟处理的第一个(即全部数的第i 个)数最小,k 记录其下标 */ for(j=i+1;jn;j+) if(aj ak) k = j; if (k != i)t = ai; ai = ak; ak = t; for(i=0;ian-
10、2) an-1=x ; /*比最后一个数还大就往最后一个元素中存放*/ else /*查找待插位置 */ j=0; while( jaj) j+; /*从最后一个数开始直到待插位置上的数依次后移一位*/ for(k=n-2; k=j; k- -) ak+1=ak; aj=x; /* 插入待插数 */ for(j=0;j=n-1;j+) printf(%d ,aj); 插入法排序的要领就是每读入一个数立即插入到最终存放的数组中,每次插入都使得该数组有序。例 2、任意读入10 个整数,将其用插入法按降序排列后输出。#define n 10 main() int an,i,j,k,x; scanf(
11、%d,&a0); /*读入第一个数,直接存到a0中*/ for(j=1;jn;j+) /*将第 2 至第 10 个数一一有序插入到数组a中 */ scanf(%d,&x); if(xaj-1) aj=x; /*比原数列最后一个数还小就往最后一个元素之后存放新读的数*/ else /*以下查找待插位置*/ i=0; while(xai&i=i;k-) ak+1=ak; ai=x; /*插入待插数 */ for(i=0;in;i+) printf(%dn,ai); (4)归并排序即将两个都 升序(或降序)排列的数据序列合并成一个仍按原序排列的序列。例 1、有一个含有6 个数据的升序序列和一个含有4
12、 个数据的升序序列,将二者合并成一个含有10 个数据的升序序列。#define m 6 #define n 4 main() int am=-3,6,19,26,68,100 ,bn=8,10,12,22; int i,j,k,cm+n; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 14 页 - - - - - - - - - C 语言常用算法i=j=k=0; while(im & jn) /*将 a、 b 数组中的较小数依次存放到c 数组中 */ if(ai=m &
13、 j=n & im) /*若 b 中数据全部存放完毕,将a 中余下的数全部存放到c 中*/ ck=ai; k+; i+; for(i=0;im+n;i+) printf(%d ,ci); 3查找( 1)顺序查找(即线性查找)顺序查找的思路是:将待查找的量与数组中的每一个元素进行比较,若有一个元素与之相等则找到;若没有一个元素与之相等则找不到。例 1、任意读入10 个数存放到数组a中,然后读入待查找数值,存放到x 中,判断a 中有无与x等值的数。#define N 10 main() int aN,i,x; for(i=0;iN;i+) scanf(%d,&ai); /*以下读入待查找数值*/
14、scanf(%d,&x); for(i=0;iN;i+) if(ai=x)break ; /* 一旦找到就跳出循环*/ if(iN) printf(Found!n); else printf(Not found!n); ( 2)折半查找(即二分法)顺序查找的效率较低,当数据很多时,用二分法查找可以提高效率。使用二分法查找的前提是数列必须有序。二分法查找的思路是:要查找的关键值同数组的中间一个元素比较,若相同则查找成功,结束;否则判别关键值落在数组的哪半部分,就在这半部分中按上述方法继续比较,直到找到或数组中没有这样的元素值为止。例 1、任意读入一个整数x,在升序数组a 中查找是否有与x 等值的
15、元素。#define n 10 main() int an=2,4,7,9,12,25,36,50,77,90; int x,high,low,mid;/*x为关键值 */ scanf(%d,&x); high=n-1; low=0; mid=(high+low)/2; while(amid!=x&lowhigh) if(xamid) high=mid-1; /*修改区间上界 */ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 14 页 - - - - - - - -
16、- C 语言常用算法else low=mid+1; /*修改区间下界 */ mid=(high+low)/2; if(x = amid) printf(Found %d,%dn,x,mid); else printf(Not foundn); 三、数值计算常用经典算法:1级数计算级数计算的关键是“描述出通项” ,而通项的描述法有两种:一为直接法、 二为间接法又称递推法。直接法的要领是:利用项次直接写出通项式;递推法的要领是:利用前一个(或多个)通项写出后一个通项。可以用直接法描述通项的级数计算例子有:(1)1+2+3+4+5+ ,(2)1+1/2+1/3+1/4+1/5+ , 等等。可以用间接
17、法描述通项的级数计算例子有:(1)1+1/2+2/3+3/5+5/8+8/13+ ,(2)1+1/2!+1/3!+1/4! +1/5!+ , 等等。(1)直接法求通项例 1、求 1+1/2+1/3+1/4+1/5+ ,+1/100 的和。main() float s; int i; s=0.0; for(i=1;i=100;i+) s=s+1.0/i ; printf(1+1/2+1/3+.+1/100=%fn,s); 【解析】程序中加粗部分就是利用项次i 的倒数直接描述出每一项,并进行累加。注意:因为 i 是整数,故分子必须写成1.0 的形式!( 2)间接法求通项(即递推法)例 2、计算下列
18、式子前20 项的和: 1+1/2+2/3+3/5+5/8+8/13+ , 。分析 此题后项的分子是前项的分母,后项的分母是前项分子分母之和。main() float s,fz,fm,t,fz1; int i; s=1; /*先将第一项的值赋给累加器s*/ fz=1;fm=2; t=fz/fm; /*将待加的第二项存入t 中*/ for(i=2;i=20;i+) s=s+t; /*以下求下一项的分子分母*/ fz1=fz; /*将前项分子值保存到fz1 中*/ fz=fm; /*后项分子等于前项分母*/ fm=fz1+fm; /*后项分母等于前项分子、分母之和*/ 名师资料总结 - - -精品资
19、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 14 页 - - - - - - - - - C 语言常用算法t=fz/fm; printf(1+1/2+2/3+.=%fn,s); 下面举一个通项的一部分用直接法描述,另一部分用递推法描述的级数计算的例子:例 3、计算级数2!102xnnnn的值,当通项的绝对值小于eps时计算停止。#include float g(float x,float eps); main() float x,eps; scanf(%f%f,&x,&eps); printf(n
20、%f,%fn,x,g(x,eps); float g(float x,float eps) int n=1;float s,t; s=1; t=1; do t=t*x/(2*n); s=s+(n*n+1) *t; /* 加波浪线的部分为直接法描述部分,t 为递推法描述部分*/ n+; while(fabs(t)eps); return s; 四、其他常见算法1迭代法其基本思想是把一个复杂的计算过程转化为简单过程的多次重复。每次重复都从旧值的基础上递推出新值,并由新值代替旧值。例如,猴子吃桃问题。猴子第一天摘下若干个桃子,当即吃了一半,还不过瘾,又多吃了一个。第二天早上又将剩下的桃子吃掉一半,又
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