75674

Задачі комбінаторики (перебору)

Практическая работа

Информатика, кибернетика и программирование

На початку виконання програми користувачу пропонується ввести кількість елементів, а потім, відповідно, вагу кожного елемента (ціле число). Усі елементи записуються я у головний масив. Для двох груп елементів створюються два нових пустих масиви.

Украинкский

2015-01-24

547.83 KB

0 чел.

Міністерство  освіти  і  науки України

Вінницький національний технічний університет

Інститут інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії

Кафедра ПЗ

Практична робота №2 варіант №9

з дисципліни Алгоритми та структури даних

Виконала: ст. гр. 1 ПІ-13б                            Лілик Л. С.

Перевірив:                                                       Власюк В. Х.

Вінниця, 2013

Тема: Задачі комбінаторики (перебору).

 

Мета: Показати застосування різних методів до розв’язування переборних задач. Закріпити уміння рекурсивного опису алгоритмів.

Завдання:

Варіант № 9. Маємо n предметів, вага яких рівна a1, a2, ... , an. Розділити ці предмети на дві групи так, щоб загальна вага двох груп була максимально близькою.

Алгоритм, що використаний у програмі:

На початку виконання програми користувачу пропонується ввести кількість елементів, а потім, відповідно, вагу кожного елемента (ціле число). Усі елементи записуються я у головний масив. Для двох груп елементів створюються два нових пустих масиви.

Після цього визивається рекурсивна функція для перебору усіх варіантів розміщення елементів у двох групах. Перший виклик функції: в якості аргументів всі  масиви. Функція ділить елементи основного масиву, записуючи їх два нових доти, доки мінімальна різниця між сумами елементів обох нових масивів не стане рівною нулю (поки масиви не зрівняються), або доки лічильник не перевищить 10 000 ітерацій. Рекурсивно функція викликається двічі для кожного елемента за одну ітерацію. Перший виклик, аргументи: основний масив без і-того елемента, перший масив з і-тим елементом, другий масив; другий виклик, аргументи: основний масив без і-того елемента, перший масив, другий масив з і-тим елементом  і т.д.

Коли всі елементи розподілені на дві групі відбувається підрахунок різниці сум масивів. Відповідно ця різниця дорівнює нулю, або мінімально можлива різниця за даних значень.


Блок-схема алгоритму

 


Лістинг програми

// Pr-2-9-vs.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.

//

 

#include "stdafx.h"

class MainArray

{

   public:

       MainArray();

       MainArray(int _main_n);

       ~MainArray(void);

       MainArray(const MainArray& other);

       void Print();

       void Fill();

       int sumWeight();

//  protected:

 //  private:

       int main_n; // number of el

       int *main_arr;

};

MainArray::MainArray(int _main_n):main_n(_main_n)

{

   //ctor

   main_arr = new int [main_n];

}

MainArray::MainArray()

{

   //ctor

   main_n=0;

   main_arr=0;

}

MainArray::~MainArray()

{

   //dtor

}

MainArray::MainArray(const MainArray& other)

{

   //copy ctor

   main_n=other.main_n;

   main_arr = new int[main_n];

   for(int i=0;i<main_n;++i)

       main_arr[i]=other.main_arr[i];

}

void MainArray::Print()  // output matrix

{

  cout<<"\n";

   for (int i=0; i<main_n; ++i)

{

 //if (main_arr[i] != 0)

           cout<<main_arr[i]<<"  ";

}

}

void MainArray::Fill()

{

    for (int i=0; i<main_n; ++i)

   {

       int a;

       cin>>a;

       main_arr[i]=a;

   }

}

int MainArray::sumWeight()

{

   int sumW = 0;

   for (int i=0; i<main_n; ++i)

       sumW+=main_arr[i];

   return sumW;

}

int minDif = 65576;

MainArray *first=0;

MainArray *second=0;

MainArray addElem(MainArray arr, int elem)

{

   MainArray temp(arr.main_n+1);

   for (int i=0; i<arr.main_n; ++i)

   {

       temp.main_arr[i]=arr.main_arr[i];

   }

   temp.main_arr[arr.main_n]=elem;

   return temp;

}

MainArray withoutEl(MainArray arr, int elemNum)

{

       MainArray temp(arr.main_n-1);

       for (int i=0; i<elemNum; ++i)

           temp.main_arr[i]=arr.main_arr[i];

       for (int i=elemNum+1; i<arr.main_n; ++i)

           temp.main_arr[i-1]=arr.main_arr[i];

       return temp;

}

void Sort(MainArray &arr) // sorting of the array (improved bubble sort)

{

   bool flag=false;

MainArray temp(arr.main_n);

while(flag==false)

{

 flag=true;

 for(int i=1;i<arr.main_n;++i)

 {

  if(arr.main_arr[i]<arr.main_arr[i-1])

  {

   temp.main_arr[i]=arr.main_arr[i];

   arr.main_arr[i]=arr.main_arr[i-1];

   arr.main_arr[i-1]=temp.main_arr[i];

   flag=false;

  }

 }

}

}

void Division(MainArray arr, MainArray a, MainArray b )

{

    static int counter=0;

   if (arr.main_n==0)

   {

       if(abs(a.sumWeight()-b.sumWeight())<minDif)

       {

           minDif=abs(a.sumWeight()-b.sumWeight());

  if (first!=0) delete first;

  if (second!=0) delete second;

           first = new MainArray(a);

           second = new MainArray(b);

        }

 

 counter++;

   }

  if (minDif==0||counter>10000)  return;

   for (int i=0;  i<arr.main_n; ++i)

   {

       Division(withoutEl(arr,i),addElem(a,arr.main_arr[i]),b);

       Division(withoutEl(arr,i),a,addElem(b,arr.main_arr[i]));  

   }

}

int main()

{

   cout<<"Input number of elements: ";

   int n=0;

   cin>>n;

if (n==0) return 0;

   MainArray *a;

   cout<<"Input "<<n<<" elements of array: ";

   a = new MainArray(n);

   a->Fill();

   cout<<"\nMain array: ";

   a->Print();

 

   first = new MainArray();

   second = new MainArray();

   Division(*a, *first, *second);

cout<<"\n\n~~~Array is devided~~~";

cout<<"\n\nFirst group: ";

   first->Print();

cout<<"\n\nSecond group: ";

   second->Print();

if (minDif==0)

 cout<<"\n\nGroups are equal.\n";

else

 cout<<"\n\nDifference between two groups is  "<<minDif<<endl;

cout<<endl;

   delete a;

   delete first;

   delete second;

   return 0;

}


Результат виконання

Складність алгоритму

Складність sumWeight дорівнює О( 2n ) від деякого часу виконання T.

Складність addElem дорівнює О( N2 + 2n + 3 ) від деякого часу виконання T.

Складність withoutEl дорівнює О( 2N2 + 4n + 2 ) від деякого часу виконання T.

Складність алгоритму дорівнює О( 2N + 8n + 21 ) від деякого часу виконання T.

Висновки

 

Навчилися застосувати різні методи до розв’язування переборних задач. Закріпили уміння рекурсивного опису алгоритмів. В результаті виконання лабораторної роботи отримали програму, що розділює предмети певної ваги на дві групи так, щоб загальна вага двох груп була максимально близькою. В програмі обчислюється різниця двох груп розділених  предметів.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

49482. Проект ОКС 7 на ГТС с УВС 766 KB
  При необходимости с целью оптимизации сети сигнализации, например, по эффективной нагрузке на звено или по задержке распространения, устанавливается приоритет маршрутов в списке допустимых, который позволяет при проектировании методом итераций изменять структуру сети путем исключения неэффективных звеньев или маршрутов из списка допустимых, включаемых в таблицу маршрутизации.
49488. Тепловая установка для варки жидкого натриевого стекла 175.5 KB
  Вводная часть Технология производства жидкого стекла в общем виде включает следующие технологические операции: Прием и подготовка исходных сырьевых материалов; Растворение исходных сырьевых материалов в воде или в щелочных растворах; Корректирование состава жидкого стекла в процессе варки или после его завершения при необходимости; Отстаивание жидкого стекла в бассейнеотстойнике; Фильтрация и концентрирование жидкого стекла упариванием; Хранение и отгрузка жидкого стекла. Существует несколько способов изготовления этапа...