也谈排序算法

最近期末复习正好看到算法的分治策略,里面讲到两种排序算法:合并排序和快速排序。这里大概就谈下自己对算法的理解,代码不是最重要的,思想才是精华,所以这次不打算讲太多代码。

首先说一下分治法的基本思想,分治法是把一个规模为n的问题分解为k个规模较小的子问题,这些子问题相互独立且与原问题相同(这里需要注意分治算法与动态规划的区别)。递归地解这些子问题,然后将各子问题的解合并得到原问题的解。这里要谈到的合并排序和快速排序便是分治算法的典型应用之一。

首先看合并排序,其基本思想是将待排序元素分成大小大致相同的2个子集合,分别对2个子集合进行排序,最终讲排好序的子集合合并成为所要求的排好序的集合。算法一般通过计算两个边界的中点作为分界点,然后再递归调用对左半边和右半边分别合并排序,递归中止条件自然是左边界小于右边界,即保证至少有两个元素参与排序。当一轮调用中,左半边和右半边分别排序完成后(或无法再划分进行排序后),就进行合并,其中对元素的真正排序便是在合并中完成的,利用一个临时数组完成对排序后数组两边元素的排序、合并。如下是一个合并排序的过程图,其中S代表mergeSort函数,即递归函数,其中参数待排序数组,左分界点,右分界点;m代表merge函数,即排序、合并函数,其参数分别为待合并数组,目的合并数组,合并左分界点,合并中点,合并右分界点。

mergesort

再来看看快速排序,其基本思想是对于输入的子数组a[p:r],按以下3个步骤进行排序:

  1. 分解(divide):以a[p]为某基准元素,将a[p:r]划分成3段,a[p:q-1], a[q]和a[q+1:r],使得a[p:q-1]中的任何元素都小于等于a[q],而a[q+1:r]中的任何元素大于等于a[q],q在划分中确定;
  2. 递归求解(conquer):通过递归调用快速排序算法,分别对a[p:q-1]和a[q+1:r]进行排序;
  3. 合并(merge):由于对a[p:q-1]和a[q+1:]r的排序在分解过程中就已经完成,所以当前a[p:q-1]和a[q+1:r]中的元素都已经排好序了,无须再执行任何计算,a[p:r]就已经完成排序了。

如下以a = [5, 3, 7, 2, 6, 4, 8, 1, 9]为例,具体分析一下快速排序的过程,【】表示划分元素,{}表示需交换元素。

quicksort

由上述分别对两种算法的说明,大致也能看出两算法的异同之处。两种算法都考虑到使用划分元素的方法进行分治的依据,但合并排序的划分元素是直接去两边界的中点,而快速排序的划分点则是在排序中找到;合并排序首先进行划分,然后再对划分的部分递归调用,而快速排序则是在排序过程中找到划分点,之后再递归调用;再次,合并排序需要借助一个临时数组完成合并操作,而快速排序则不需要特别地合并操作,也无需临时数组,其排序是在划分中完成,而合并则只需简单连接即可。

虽然自己已经对上述算法有了比较具体的了解,但是要深入理解还是需要慢慢体会,领悟其中玄机,同时也需要在不参考参考程序的过程中,完成自己程序的编写,这样不但锻炼了编程能力,更加需要对算法本身有较透彻的理解,所以下一步自己需要用一门语言用自己的方法实现算法。

不同进制之间的转换的各种方法

不同进制之间的转换纯粹是数学上的计算。不过,你不必担心会有么复杂,无非是乘或除的计算。
生活中其实很多地方的计数方法都多少有点不同进制的影子。

比如我们最常用的10进制,其实起源于人有10个指头。如果我们的祖先始终没有摆脱手脚不分的境况,我想我们现在一定是在使用20进制。

至于二进制……没有袜子称为0只袜子,有一只袜子称为1只袜子,但若有两袜子,则我们常说的是:1双袜子。

生活中还有:七进制,比如星期。十二进制,比如“一打”,六十进制,比如分钟……

一、为什么需要八进制和十六进制?

编程中,我们常用的还是10进制……必竟VB是高级语言。
比如:a = 99;
不过,由于数据在计算机中的表示,最终以二进制的形式存在,所以有时候使用二进制,可以更直观地解决问题。但是二进制数太长了。比如int 类型占用4个字节,32位。比如100,用int类型的二进制数表达将是:0000 0000 0000 0000 0110 0100
面对这么长的数进行思考或操作,没有人会喜欢。因此,C,C++ 没有提供在代码直接写二进制数的方法。
 
用16进制或8进制可以解决这个问题。因为,进制越大,数的表达长度也就越短。不过,为什么偏偏是16或8进制,而不其它的,诸如9或20进制呢?

2、8、16,分别是2的1次方,3次方,4次方。这一点使得三种进制之间可以非常直接地互相转换。8进制或16进制缩短了二进制数,但保持了二进制数的表达特点。在下面的关于进制转换的课程中,你可以发现这一点。 阅读全文…

C#解决数学问题

在VF看见的一个题目:
HOHO,占字符……

计算:1/2×3+1/3×4+1/4×5+.....1/99×100

写了个基本程序,不过无法实现分数显示结果

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Solve_1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int a = 2;
            int b = 3;
            float ans = 0;
            while (b < = 100)
            {
                float num1 = (float)a;
                float num2 = (float)b;
                ans =ans + 1 / num1 * num2;
                a++;
                b++;
             }
             Console.WriteLine(ans);
        }
    }
}

阅读全文…

C#第三章练习3.9.4

第三章的另一个练习
简单的加密

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Chapter03Exercise394
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("What do you want to do? Encrypt(E) Or Crack(C)");
            string m = Console.ReadLine();
            if (m == "E" || m == "e")
            {
                Console.WriteLine("Please input what you want to encrypt");
                string str1 = Console.ReadLine();
                int count1 = str1.Length;
                for (int i = 0; i < count1; i++)
                {
                    char temp1 = str1[i];
                    int pass = (int)temp1;
                    pass = pass + 5;
                    char temp2 = (char)pass;
                    Console.Write(temp2);
                }
                Console.ReadLine();
            }

            else if (m == "C" || m == "c")
            {
                Console.WriteLine("Please input what you want to crack");
                string str2 = Console.ReadLine();
                int count2 = str2.Length;
                for (int i = 0; i < count2; i++)
                {
                    char temp1 = str2[i];
                    int pass = (int)temp1;
                    pass = pass - 5;
                    char temp2 = (char)pass;
                    Console.Write(temp2);
                }
                Console.ReadLine();
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Input Error!!!");
                Console.ReadLine();
            }
        }
    }
}

C#第三章练习3.9.3

练习,自己研究的
希望DX多多指点!

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Chapter03Exercise393
{
    class Exercise3_9_3
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Please Input:");
            String str = Console.ReadLine();
            String str2 = str;
            String[] str1 = str.Split(new char[] { '+', '-', '*', '/' });
            string temp = str1[0];
            char mark = Convert.ToChar(str[temp.Length]);
            double ans = 0;
            double num1 = Convert.ToDouble(str1[0]);
            double num2 = Convert.ToDouble(str1[1]);
            switch (mark)
            {
                case '+': ans = num1 + num2;
                    break;
                case '-': ans = num1 - num2;
                    break;
                case '*': ans = num1 * num2;
                    break;
                case '/': ans = num1 / num2;
                    break;
                default: ans = 0;
                    break;
            }
            Console.WriteLine(str2 + "=" + ans);
            Console.ReadLine();
        }
    }
}
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