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

57898. Геометричні перетворення: паралельне перенесення, осьова симетрія, центральна симетрія 984.5 KB
  Навчити учнів виконувати перетворення фігур на площині застосовувати властивості геометричних перетворень до розвязування задач. Перетворення допомагають художникам правильно будувати композиції картин а хімікам досліджувати структуру кристалів.
57899. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ РАЦІОНАЛЬНИХ РІВНЯНЬ 170 KB
  Мета: вдосконалити знання і вміння учнів розвязувати раціональні рівняння; розвивати різні види мислення самостійність творчість екологічну культуру; виховувати активність увагу наполегливість винахідливість; прищеплювати любов до рідного краю.
57900. Решение систем уравнений второй степени 185.5 KB
  Задание: При каких значениях параметра а система уравнений имеет три решения Решение: парабола y= x2 будет иметь с окружностью x2 y2 = 4 три общие точки только в случае а = 2. Теоретический опрос по вопросам: Что называется системой...
57901. Систематизація та узагальнення знань, вмінь і навичок 183.5 KB
  Мета уроку: навчальна складова: систематизувати та узагальнити знання учнів з вивченого навчального матеріалу вміння та навички учнів застосовувати вивчене до розвязування задач передбачених програмою...
57902. ПЛОЩІ + ІСТОРІЯ + ДИЗАЙН = КРАСА 312.5 KB
  Сьогодні на уроці ми познайомимося з професіями паркетник та дизайнер інтерєру Паркетник-фахівець з укладання паркету в приміщеннях. План уроку Знайомство з історичними фактами: а історія паркету; б історія візерунків Росія...
57903. Тригонометричні функції будь-якого кута 878 KB
  Повторити властивості тригонометричних функцій закріпити навички співвідносити градусну та радіанну міру кута та знаходити значення тригонометричних функцій будьякого кута при обчислюванні значень виразів що містять тригонометричні функції з урахуванням їх властивостей.
57904. Функції. Узагальнення і систематизація вивченого матеріалу 539 KB
  Мета: узагальнити і систематизувати знання учнів з теми Квадратична функція; закріпити вміння і навички учнів використовувати набуті під час вивчення теми знання для розвязування вправ і задач розвивати увагу учнів логічне мислення творчу активність...
57905. Показательная функция. Показательные уравнения и неравенства 854.5 KB
  Цели: Обобщить, расширить и углубить знания учащихся по изученной теме Развивать творческие способности, умения самостоятельно добывать знания, активизировать познавательную деятельность, формировать навыки коллективной работы.
57906. Розвязування задач на рух за допомогою рівнянь 125 KB
  Мета: навчитися розвязувати задачі на рух за допомогою рівнянь; відпрацьовувати навички розвязування рівнянь та виконання арифметичних дій з раціональними числами; виконувати охайні записи у зошиті...