非常全的C语言常用算法.pdf
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1、-一、根本算法 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】程序中加粗局部为算法的核心,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()int a,b,c,t;
2、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适宜的初值,通常为 0。例 1、求 1+2+3+100 的和。main()int i,s;s=0;i=1;while(i=100)s=s+i
3、;/*累加式*/i=i+1;/*特殊的累加式*/printf(1+2+3+.+100=%dn,s);【解析】程序中加粗局部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。-3累乘 累乘算法的要领是形如“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适宜的初值,通常为 1。例 1、求 10!分析10!=12310 main()int i;long c;c=1;i=1;while(i=10)c=c*i;/*累乘式*/i=i+1;pri
4、ntf(1*2*3*.*10=%ldn,c);二、非数值计算常用经典算法 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方和与该数相等,比方:13+53+33=153。法一 main()int*,g,s,b;for(*=100;*=999;*+)g=*%10;s=*/10%10;b=*/100;if(b*b*b+s*s*s+g*g*g=*)printf(%dn,*);【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、
5、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=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展比拟,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 9,两个循环单独执行的次数分别为
6、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。-2排序 1冒泡排序起泡排序 假设要对含有 n 个数的序列进展升序排列,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场到最后一个元素,依次对相邻两数进展比拟,假设前者大后者小,则交换两数的位置;第趟完毕后,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场到倒数第二个元素,依次对相邻两数进展比拟,假设前者大后者小,则交换两数的位置;重复步骤n-1 趟,每趟比前一趟少比拟一次,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输出。*define n 10
7、 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 个数的序列进展升序排列,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 个数中的次小数的下标,将此数与第 2 个数交换位置;
8、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-2)an-1=*;/*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
9、(jaj)j+;/*从最后一个数开场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=*;/*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,*;scanf(%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,
10、&*);if(*aj-1)aj=*;/*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(*ai&i=i;k-)ak+1=ak;ai=*;/*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 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,
11、22;int i,j,k,cm+n;-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&j=n&im)/*假设 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展比拟,假设有一个元素与之相等则找到;假设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*中,判断 a 中有无与*等值的数。*defin
12、e N 10 main()int aN,i,*;for(i=0;iN;i+)scanf(%d,&ai);/*以下读入待查找数值*/scanf(%d,&*);for(i=0;iN;i+)if(ai=*)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拟,假设一样则查找成功,完毕;否则判别关键值落在数组的哪半局部,就在这半局部中按上述方法继续比拟
13、,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*,在升序数组 a 中查找是否有与*等值的元素。*define n 10 main()int an=2,4,7,9,12,25,36,50,77,90;int*,high,low,mid;/*为关键值*/scanf(%d,&*);high=n-1;low=0;mid=(high+low)/2;while(amid!=*&lowhigh)if(*amid)high=mid-1;/*修改区间上界*/-else low=mid+1;/*修改区间下界*/mid=(high+low)/2;if(*=amid)printf(Found%d,%
14、dn,*,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:11+2+3+4+5+21+1/2+1/3+1/4+1/5+等等。可以用间接法描述通项的级数计算例子有:11+1/2+2/3+3/5+5/8+8/13+21+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
15、 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】程序中加粗局部就是利用项次 i 的倒数直接描述出每一项,并进展累加。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、计算以下式子前 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;
16、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*/t=fz/fm;printf(1+1/2+2/3+.=%fn,s);下面举一个通项的一局部用直接法描述,另一局部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 时计算停顿。*include float g(float*,float eps);main()floa
17、t*,eps;scanf(%f%f,&*,&eps);printf(n%f,%fn,*,g(*,eps);float g(float*,float eps)int n=1;float s,t;s=1;t=1;do t=t*/(2*n);s=s+(n*n+1)*t;/*加波浪线的局部为直接法描述局部,t 为递推法描述局部*/n+;while(fabs(t)eps);return s;2一元非线性方程求根 1牛顿迭代法 牛顿迭代法又称牛顿切线法:先任意设定一个与真实的根接近的值*0作为第一次近似根,由*0求出 f(*0),过(*0,f(*0)点做 f(*)的切线,交*轴于*1,把它作为第二次近似根
18、,再由*1求出 f(*1),过(*1,f(*1)点做 f(*)的切线,交*轴于*2,如此继续下去,直到足够接近比方|*-*0|=1e-5);printf(%fn,*);2二分法 算法要领是:先指定一个区间*1,*2,如果函数 f(*)在此区间是单调变化的,则可以根据 f(*1)和 f(*2)是否同号来确定方程 f(*)=0 在区间*1,*2是否有一个实根;如果 f(*1)和 f(*2)同号,则 f(*)在-区间*1,*2无实根,要重新改变*1和*2的值。当确定 f(*)在区间*1,*2有一个实根后,可采取二分法将*1,*2一分为二,再判断在哪一个小区间中有实根。如此不断进展下去,直到小区间足够
19、小为止。具体算法如下:1输入*1和*2的值。2求 f(*1)和 f(*2)。3如果 f(*1)和 f(*2)同号说明在*1,*2 无实根,返回步骤1,重新输入*1和*2的值;假设 f(*1)和 f(*2)不同号,则在区间*1,*2必有一个实根,执行步骤4。4求*1和*2的中点:*0=*1+*2/2。5求 f(*0)。6判断 f(*0)与 f(*1)是否同号。如果同号,则应在*0,*2中寻找根,此时*1已不起作用,用*0代替*1,用 f(*0)代替 f(*1)。如果不同号,则应在*1,*0中寻找根,此时*2已不起作用,用*0代替*2,用 f(*0)代替 f(*2)。7判断 f(*0)的绝对值是否
20、小于*一指定的值例如 10-5。假设不小于 10-5,则返回步骤4重复执行步骤4、5、6;否则执行步骤8。8输出*0的值,它就是所求出的近似根。例如,用二分法求方程 2*3-4*2+3*-6=0 在(-10,10)之间的根。*include math.h main()float*1,*2,*0,f*1,f*2,f*0;do printf(Enter*1&*2);scanf(%f%f,&*1,&*2);f*1=2*1*1*1-4*1*1+3*1-6;f*2=2*2*2*2-4*2*2+3*2-6;while(f*1*f*20);do*0=(*1+*2)/2;f*0=2*0*0*0-4*0*0+3
21、*0-6;if(f*0*f*1)1e-5);printf(%fn,*0);3梯形法计算定积分 定积分badxxf)(的几何意义是求曲线 y=f(*)、*=a、*=b 以及*轴所围成的面积。可以近似地把面积视为假设干小的梯形面积之和。例如,把区间a,b分成 n 个长度相等的 小区间,每个小区间的长度为 h=(b-a)/n,第 i 个小梯形的面积为 f(a+(i-1)h)+f(a+ih)h/2,将 n 个小梯形面积加起来就得到定积分的近似值:根据以上分析,给出“梯形法求定积分的 N-S 构造图:输入区间端点:a,b-输入等分数 n h=(b-a)/2,s=0 i 从 1 到 n si=(f(a+(
22、i-1)*h)+f(a+i*h)*h/2 s=s+si 输出 s 上述程序的几何意义比拟明显,容易理解。但是其中存在重复计算,每次循环都要计算小梯形的上、下底。其实,前一个小梯形的下底就是后一个小梯形的上底,完全不必重复计 算。为此做出如下改良:矩形法求定积分则更简单,就是将等分出来的图形当作矩形,而不是梯形。例如:求定积分40)2*3*(dxxxx的值。等分数 n=1000。*include math.h float DJF(float a,float b)float t,h;int n,i;float HSZ(float*);n=1000;h=fabs(a-b)/n;t=(HSZ(a)+H
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