常见算法

来源:互联网 发布:window32 api编程 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 10:09

1. 算法的几个特征是什么。
2. 算法复杂性的定义。大O、θ、、小o分别表示的含义。
3. 递归算法的定义、递归算法的两要素。
4. 分治算法的思想,经典的分治算法(全排列、二分搜索、归并排序、快速排序、线性时间选择、最接近点对问题)。
5. 动态规划算法解题框架,动态规划算法的两个要素是什么?备忘录方法是什么?
6. 经典的动态规划问题(矩阵连乘问题、最长公共子序列问题、0-1背包问题)。
7. 贪心算法的思想,贪心算法的两个要素。
8. 经典的贪心问题(活动安排问题、背包问题、装载问题、哈夫曼编码、单源最短路径、最小生成树问题)。9. 回溯法的思想,回溯法中有哪两种典型的模型。
10. 经典的回溯算法(n后问题、0-1背包问题、旅行售货商问题)。
11. 分支限界法思想,有哪两种分支限界法。
12. 经典的分支限界算法(0-1背包问题、旅行售货商问题)。

优先级队列


1. 数据结构的定义。
2. 栈的两个应用:括号匹配和表达式的计算。是怎么应用的?表达式计算用的是哪种表达方式?有什么好处?
3. 字符串匹配算法:朴素的匹配算法、KMP算法。
4. 二叉树前序、中序、后序递归遍历算法。二叉树前序非递归遍历算法。
5. 堆,建堆算法,堆的插入和删除算法,堆排序。
6. 哈希。哈希函数的有哪些种?余数的取法? 处理冲突的方法? 闭散列方法有哪些?
7. 二叉搜索树的搜索、插入、删除。时间复杂度。
8. 二叉平衡树的插入结点的原理,有哪几种旋转方式?分别适用于哪种情况。分析二叉平衡树的时间复杂度。
9. 红黑树的定义,红黑树的性能分析和与二叉平衡树的比较。
10. 图有哪些储存表示。
11. 链表插入排序、链表归并排序。
12. 常见的有哪几种排序算法,试比较其时间复杂度,以及是否稳定,及各自使用的情形。
13. 常用分配排序有哪几种? 基数排序的定义,分类及原理。
14. 外部排序的过程。
15. B树、B+树、Trie的概念及用途,添加删除结点的原理。



1.分治


2.回溯

N皇后问题

http://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/6657109


3.分支限界


4.贪心


5.动态规划

一、基本概念

    动态规划过程是:每次决策依赖于当前状态,又随即引起状态的转移。一个决策序列就是在变化的状态中产生出来的,所以,这种多阶段最优化决策解决问题的过程就称为动态规划。

二、基本思想与策略

    基本思想与分治法类似,也是将待求解的问题分解为若干个子问题(阶段),按顺序求解子阶段,前一子问题的解,为后一子问题的求解提供了有用的信息。在求解任一子问题时,列出各种可能的局部解,通过决策保留那些有可能达到最优的局部解,丢弃其他局部解。依次解决各子问题,最后一个子问题就是初始问题的解。

    由于动态规划解决的问题多数有重叠子问题这个特点,为减少重复计算,对每一个子问题只解一次,将其不同阶段的不同状态保存在一个二维数组中。

    与分治法最大的差别是:适合于用动态规划法求解的问题,经分解后得到的子问题往往不是互相独立的(即下一个子阶段的求解是建立在上一个子阶段的解的基础上,进行进一步的求解)

 


三、适用的情况

能采用动态规划求解的问题的一般要具有3个性质:

    (1) 最优化原理:如果问题的最优解所包含的子问题的解也是最优的,就称该问题具有最优子结构,即满足最优化原理。

    (2) 无后效性:即某阶段状态一旦确定,就不受这个状态以后决策的影响。也就是说,某状态以后的过程不会影响以前的状态,只与当前状态有关。

   (3)有重叠子问题:即子问题之间是不独立的,一个子问题在下一阶段决策中可能被多次使用到。(该性质并不是动态规划适用的必要条件,但是如果没有这条性质,动态规划算法同其他算法相比就不具备优势

 


四、求解的基本步骤

     动态规划所处理的问题是一个多阶段决策问题,一般由初始状态开始,通过对中间阶段决策的选择,达到结束状态。这些决策形成了一个决策序列,同时确定了完成整个过程的一条活动路线(通常是求最优的活动路线)。如图所示。动态规划的设计都有着一定的模式,一般要经历以下几个步骤。

    初始状态→│决策1│→│决策2│→…→│决策n│→结束状态

                      图1 动态规划决策过程示意图

    (1)划分阶段:按照问题的时间或空间特征,把问题分为若干个阶段。在划分阶段时,注意划分后的阶段一定要是有序的或者是可排序的,否则问题就无法求解。

    (2)确定状态和状态变量:将问题发展到各个阶段时所处于的各种客观情况用不同的状态表示出来。当然,状态的选择要满足无后效性。

    (3)确定决策并写出状态转移方程:因为决策和状态转移有着天然的联系,状态转移就是根据上一阶段的状态和决策来导出本阶段的状态。所以如果确定了决策,状态转移方程也就可写出。但事实上常常是反过来做,根据相邻两个阶段的状态之间的关系来确定决策方法和状态转移方程

    (4)寻找边界条件:给出的状态转移方程是一个递推式,需要一个递推的终止条件或边界条件。

    一般,只要解决问题的阶段状态状态转移决策确定了,就可以写出状态转移方程(包括边界条件)。

实际应用中可以按以下几个简化的步骤进行设计:

    (1)分析最优解的性质,并刻画其结构特征。

    (2)递归的定义最优解。

    (3)以自底向上或自顶向下的记忆化方式(备忘录法)计算出最优值

    (4)根据计算最优值时得到的信息,构造问题的最优解


动规解题的一般思路

    1. 将原问题分解为子问题

  •     把原问题分解为若干个子问题,子问题和原问题形式相同或类似,只不过规模变小了。子问题都解决,原问题即解决(数字三角形例)。
  •     子问题的解一旦求出就会被保存,所以每个子问题只需求 解一次。

    2.确定状态

  •     在用动态规划解题时,我们往往将和子问题相关的各个变量的一组取值,称之为一个“状 态”。一个“状态”对应于一个或多个子问题, 所谓某个“状态”下的“值”,就是这个“状 态”所对应的子问题的解。
  •     所有“状态”的集合,构成问题的“状态空间”。“状态空间”的大小,与用动态规划解决问题的时间复杂度直接相关。 在数字三角形的例子里,一共有N×(N+1)/2个数字,所以这个问题的状态空间里一共就有N×(N+1)/2个状态。

    整个问题的时间复杂度是状态数目乘以计算每个状态所需时间。在数字三角形里每个“状态”只需要经过一次,且在每个状态上作计算所花的时间都是和N无关的常数。

    3.确定一些初始状态(边界状态)的值

    以“数字三角形”为例,初始状态就是底边数字,值就是底边数字值。

    4. 确定状态转移方程

     定义出什么是“状态”,以及在该“状态”下的“值”后,就要找出不同的状态之间如何迁移――即如何从一个或多个“值”已知的 “状态”,求出另一个“状态”的“值”(递推型)。状态的迁移可以用递推公式表示,此递推公式也可被称作“状态转移方程”。

    数字三角形的状态转移方程:

    
  

    能用动规解决的问题的特点

    1) 问题具有最优子结构性质。如果问题的最优解所包含的 子问题的解也是最优的,我们就称该问题具有最优子结 构性质。

    2) 无后效性。当前的若干个状态值一旦确定,则此后过程的演变就只和这若干个状态的值有关,和之前是采取哪种手段或经过哪条路径演变到当前的这若干个状态,没有关系。