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演算法01串

發布時間: 2025-05-29 13:27:34

1. 數學建模選課問題完整解答

這個問題應該算是一個0-1背包問題吧。18個學分算是背包容量,每門課的學分是物體體積,物品收益都相同,是1.

第一問屬於背包的最少收益問題,第二問是最大收益問題。

然後這個問題應該就可以用經典背包問題求解演算法了。比如動態規劃:
對課程1,考慮選擇它和不選擇它
如果選擇它,就只需要再選擇13個學分,然後這個問題會簡化為要選擇13個學分,少了課程1後的課程選擇問題,問題還是原先的問題,但是問題的規模小了點,剩下的繼續遞歸。
如果不選擇它,就需要選擇18個學分,,問題簡化為18個學分,但是沒有課程1,剩下的也遞歸下去。
兩種選擇,哪種優選擇哪一個。

當進行遞歸的時候,如果碰到選擇方案不能滿足約束條件,即任選課大約1/6小於1/3,則該方案返回0值,如果還有同修要求的,比如限選課6,如果開始選擇的是不選課程1,那麼對於課程6,就不存在選擇和不選擇問題了,必然是不選擇,如果開始第一步選擇了課程1,當遞歸到課程6的時候才有選擇和不選兩種選擇。

最終會得到一組第一問和第二問的最優解,則第三問結果也有了。

另外,附贈一個思路:可以查一下關鍵詞【演化演算法】,不用確定性演算法,而是用智能優化演算法,將所有的課用一個二進制位進行編碼,0表示不選,1表示選擇。每一種01串表示一種課程選擇策略,對應一個學分,還對應一個對各種約束的滿足程度,將對約束的違反當做罰函數。然後進行演化演算法的選擇交叉變異就開始搞,反正演化演算法不能說來話長,如果感興趣自己看看。

2. 演算法怎麼學

貪心演算法的定義:

貪心演算法是指在對問題求解時,總是做出在當前看來是最好的選擇。也就是說,不從整體最優上加以考慮,只做出在某種意義上的局部最優解。貪心演算法不是對所有問題都能得到整體最優解,關鍵是貪心策略的選擇,選擇的貪心策略必須具備無後效性,即某個狀態以前的過程不會影響以後的狀態,只與當前狀態有關。

解題的一般步驟是:

1.建立數學模型來描述問題;

2.把求解的問題分成若干個子問題;

3.對每一子問題求解,得到子問題的局部最優解;

4.把子問題的局部最優解合成原來問題的一個解。

如果大家比較了解動態規劃,就會發現它們之間的相似之處。最優解問題大部分都可以拆分成一個個的子問題,把解空間的遍歷視作對子問題樹的遍歷,則以某種形式對樹整個的遍歷一遍就可以求出最優解,大部分情況下這是不可行的。貪心演算法和動態規劃本質上是對子問題樹的一種修剪,兩種演算法要求問題都具有的一個性質就是子問題最優性(組成最優解的每一個子問題的解,對於這個子問題本身肯定也是最優的)。動態規劃方法代表了這一類問題的一般解法,我們自底向上構造子問題的解,對每一個子樹的根,求出下面每一個葉子的值,並且以其中的最優值作為自身的值,其它的值舍棄。而貪心演算法是動態規劃方法的一個特例,可以證明每一個子樹的根的值不取決於下面葉子的值,而只取決於當前問題的狀況。換句話說,不需要知道一個節點所有子樹的情況,就可以求出這個節點的值。由於貪心演算法的這個特性,它對解空間樹的遍歷不需要自底向上,而只需要自根開始,選擇最優的路,一直走到底就可以了。

話不多說,我們來看幾個具體的例子慢慢理解它:

1.活動選擇問題

這是《演算法導論》上的例子,也是一個非常經典的問題。有n個需要在同一天使用同一個教室的活動a1,a2,…,an,教室同一時刻只能由一個活動使用。每個活動ai都有一個開始時間si和結束時間fi 。一旦被選擇後,活動ai就占據半開時間區間[si,fi)。如果[si,fi]和[sj,fj]互不重疊,ai和aj兩個活動就可以被安排在這一天。該問題就是要安排這些活動使得盡量多的活動能不沖突的舉行。例如下圖所示的活動集合S,其中各項活動按照結束時間單調遞增排序。

關於貪心演算法的基礎知識就簡要介紹到這里,希望能作為大家繼續深入學習的基礎。

3. C語言問題:輸入一個二進制數,輸出其對應的十進制數。(包括正數、負數、小數)

11(二進制)=3 (十進制) 對了要加分

4. 密碼學的基礎問題

這是一個非常經典的密碼學問題,即在已知加密演算法和相應的密文下,如何破解密鑰。這個問題一般被稱為線性密碼分析。
對於這個特定的加密演算法,我們可以選擇n個明文,其中每個明文的第i位都是0或1,除了第i位是1,其他位都是0。然後,我們將這n個明文和相應的密文都表示為n維列向量,記為M1、M2、...、Mn和C1、C2、...、Cn。
接下來,我們需要計算n個方程式,每個方程式形如Cj = K*Mj,其中j=1,2,...,n。這n個方程式可以表示為一個矩陣形式:C = KM,其中C、K和M都是n維列向量,而矩陣乘法和加法都是在有限域GF(2)上進行的。
由於K是未知的,我們需要解出這個方程組中的未知數K。這可以通過矩陣的逆運算來實現,即K = C*M^(-1),其中M^(-1)是M的逆矩陣。
然而,在實踐中,由於存在雜訊和誤差,我們不能完全恢復出K。因此,我們需要使用某些統計方法來估計K的值。一種常見的方法是使用相關系數來度量明文和密文之間的關系,然後通過最小化相關系數的平方和來估計K的值。此外,還有其他一些更高級的技術可以用於線性密碼分析。
總的來說,需要選擇的明文數量取決於加密演算法和密鑰的復雜性,以及攻擊者擁有的計算能力和統計學知識。通常,需要選擇的明文數量比密鑰長度要大得多,才能成功地破解加密演算法。

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