1、插入排序
简单插入
#include<stdio.h>
void insort(int a[],int n)
{
int i,j;
for(i=2;i<=n;i++)
{
j=i-1;
a[0]=a[i];
while(a[0]<a[j])
{
a[j+1]=a[j];
j--;
}
a[j+1]=a[0];
}
}
void main()
{
int a[11];
int i;
for(i=1;i<=10;i++)
scanf("%d",&a[i]);
insort(a,10);
for(i=1;i<=10;i++)
printf("%d ",a[i]);
}
另外一种插入排序
template<class T>
void InsertionSort(T a[], int n)
for (int i = 1; i < n; i++) {
/ /将a [ i ]插入a [ 0 : i-1 ]
T t = a[i];
int j;
for (j = i-1; j >= 0 && t < a[j]; j- -)
a[j+1] = a[j];
a[j+1] = t;
}
}
(1) 选择排序代码：
void sort(int list[], int arraySize)
{
for (int i = arraySize - 1; i >= 1; i--)
{
//2 分：定义变量
int currentMin = list[0];
int currentMinIndex = 0;
//4 分：寻找最小值并记录位置
for (int j = 1; j <= i; j++)
{
if (currentMin > list[j])
{
currentMin = list[j];
currentMinIndex = j;
}
}
//4 分：交换 list[i]和 list[currentMinIndex]
if(currentMinIndex != i)
{
list[currentMinIndex] = list[i];
list[i] = currentMin;
}
}
//2 分：输出结果
for(int m = 0; m < arraySize; m++)
{
cout << list[m] << " ";
}
}
(2) 插入排序代码：
void sort(int list[], int arraySize)
{
for (int i = 1; i < arraySize; i++)
{
//2 分：将 list[i]插入一个已排序的集合 list[0…i-1]，当前元素为 list[i]
int currentElement = list[i];
int k;
//6 分：从 i-1 位置开始寻找插入位置，如果发现有元素大于 list[i]，则插在该元素
//后面，实现由大到小排序；并且该位置之后的元素均往后移动一位
for (k = i -1; k >=0 && list[k] < currentElement; k--)
{
list[k+1] = list[k];
}
//2 分：将当前元素插入 list[k+1]
list[k+1] = currentElement;
}
//2 分：输出结果
for(int m = 0; m < arraySize; m++)
{
cout << list[m] << " ";
}
}
希尔排序
//希尔排序
#include<stdio.h>
#include<time.h>
#define SWAP(x,y) ((x)=(x)^(y),(y)=(x)^(y),(x)=(x)^(y))
void shell(int a[],int n)
{
int d=n,i;
while(d>1)
{
d=(d+1)/2;
for(i=0;i<n-d;i++)
{
if(a[d+i]<a[i])
SWAP(a[d+i],a[i]);
}
}
}
void main()
{
srand(time(0));
int i,a[10];
for(i=0;i<10;i++)
{
a[i]=rand()%100;
printf("%d ",a[i]);
}
printf("\n");
shell(a,10);
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d ",a[i]);
}
}
2、快速排序
#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include <iostream>
#define SWAP(x,y) ((x)=(x)^(y),(y)=(x)^(y),(x)=(x)^(y))
//快速排序
int partions(int a[],int left,int right)
{
int key=a[left];
while(left<right)
{
while(left<right&&a[left]<key)
++left;
while(left<right&&a[right]>key)
--right;
SWAP(a[left],a[right]);
}
a[left]=key;
return left;
}
void qsort(int a[],int left,int right)
{
if(left<right)
{
int q=partions(a,left,right);
qsort(a,left,q-1);
qsort(a,q+1,right);
}
}
void main()
{
clock_t start,finish;
double durtime;
start = clock();
srand(time(0));
int i,a[10];
for(i=0;i<10;i++)
{
a[i]=rand()%100;
printf("%d ",a[i]);
}
printf("\n");
qsort(a,0,9);
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d ",a[i]);
}
finish=clock();
durtime=(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC;
printf("\n%fseconds",durtime);
system("pause");
}
3、归并排序
//归并排序
#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<time.h>
void merge(int a[],int left,int mid,int right)
{
int begin1,begin2,end1,end2,k=0,i;
begin1=left;
begin2=mid+1;
end1=mid;
end2=right;
//int *temp=(int *)malloc((right-left+1)*sizeof(int));
int *temp=new int[right-left+1];
while((begin1<=end1)&&(begin2<=end2))
{
if(a[begin1]<a[begin2])
{
temp[k++]=a[begin1++];
}
else
{
temp[k++]=a[begin2++];
}
}
while(begin1<=end1)
temp[k++]=a[begin1++];
while(begin2<=end2)
temp[k++]=a[begin2++];
for(i=0;i<right-left+1;i++)
a[left+i]=temp[i];
delete [](temp);
}
void mergesort(int a[],int left,int right)
{
if(left<right)
{
int mid=(right+left)/2;
mergesort(a,left,mid);
mergesort(a,mid+1,right);
merge(a,left,mid,right);
}
}
void main()
{
srand(time(0));
int i,a[10];
for(i=0;i<10;i++)
{
a[i]=rand()%100;
printf("%d ",a[i]);
}
printf("\n");
mergesort(a,0,9);
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d ",a[i]);
}
system("pause");
}
4、堆排序
//堆排序
#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<time.h>
#define swap(x,y) ((x)=(x)^(y),(y)=(x)^(y),(x)=(x)^(y))
void HeapAdjust(int array[] , int s , int m) // 对堆进行调整，使下标从s到m的无序序列成为一个大顶堆
{
int j , temp = array[s];
for(j = 2*s; j <= m ; j *= 2)
{
if(j < m && array[j] < array[j + 1]) // 如果结点的左孩子小于右孩子增加j的值
++j; // 用于记录较大的结点的下标
if(temp >= array[j]) // 如果父结点大于等于两个孩子,则满足大顶堆的定义，跳出循环
break;
array[s] = array[j]; // 否则用较大的结点替换父结点
s = j; // 记录下替换父结点的结点下标
}
array[s] = temp; // 把原来的父结点移动到替换父结点的结点位置
}
void HeapSort(int array[] , int len)
{
int i;
for(i = len / 2; i >= 0 ; --i) // 建立大顶堆
HeapAdjust(array , i , len-1);
for(i = len - 1 ; i > 0 ; --i)
{
swap(array[0] , array[i] ); // 第个元素和最后一个元素进行交换
HeapAdjust(array , 0 , i-1); // 建立大顶堆
}
}
void main()
{
srand(time(0));
int i,a[10];
for(i=0;i<10;i++)
{
a[i]=rand()%100;
printf("%d ",a[i]);
}
printf("\n");
HeapSort(a,10);
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d ",a[i]);
}
system("pause");
}
5、0-1背包问题：
有N件物品和一个容量为V的背包。第i件物品的费用是c[i]，价值是w[i]。求解将哪些物品装入背包可使这些物品的费用总和不超过背包容量，且价值总和最大。
这个问题的特点是：每种物品只有一件，可以选择放或者不放。
算法基本思想：
利用动态规划思想 ，子问题为：f[i][v]表示前i件物品恰放入一个容量为v的背包可以获得的最大价值。
其状态转移方程是：f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]} //这个方程非常重要，基本上所有跟背包相关的问题的方程都是由它衍生出来的。
解释一下上面的方程：“将前i件物品放入容量为v的背包中”这个子问题，如果只考虑第i件物品放或者不放，那么就可以转化为只涉及前i-1件物品的问题，即1、如果不放第i件物品，则问题转化为“前i-1件物品放入容量为v的背包中”；2、如果放第i件物品，则问题转化为“前i-1件物品放入剩下的容量为v-c[i]的背包中”(此时能获得的最大价值就是f [i-1][v-c[i]]再加上通过放入第i件物品获得的价值w[i])。则f[i][v]的值就是1、2中最大的那个值。
（注意：f[i][v]有意义当且仅当存在一个前i件物品的子集，其费用总和为v。所以按照这个方程递推完毕后，最终的答案并不一定是f[N] [V]，而是f[N][0..V]的最大值。）
优化空间复杂度：
以上方法的时间和空间复杂度均为O(N*V)，其中时间复杂度基本已经不能再优化了，但空间复杂度却可以优化到O(V)。
上面f[i][v]使用二维数组存储的，可以优化为一维数组f[v]，将主循环改为：
for i=1..N
for v=V..0
f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]};
即将第二层循环改为从V..0，逆序。
解释一下：
假设最大容量M=10，物品个数N=3，物品大小w{3,4,5}，物品价值p{4,5,6}。
当进行第i次循环时，f[v]中保存的是上次循环产生的结果，即第i-1次循环的结果(i>=1)。所以f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]}这个式子中，等号右边的f[v]和f[v-c[i]]+w[i]都是前一次循环产生的值。
当i=1时，f[0..10]初始值都为0。所以
f[10]=max{f[10],f[10-c[1]]+w[1]}=max{0,f[7]+4}=max{0,0+4}=4;
f[9]=max{f[9],f[9-c[1]]+w[1]}=max{0,f[6]+4}=max{0,0+4}=4;
......
f[3]=max{f[3],f[3-c[1]]+w[1]}=max{0,f[3]+4}=max{0,0+4}=4;
f[2]=max{f[2],f[2-c[1]]+w[1]}=max{0,f[2-3]+4}=0;//数组越界？
f[1]=0;
f[0]=0;
当i=2时，此时f[0..10]经过上次循环后，都已经被重新赋值，即f[0..2]=0,f[3..10]=4。利用f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]}这个公式计算i=2时的f[0..10]的值。
当i=3时同理。
具体的值如下表所示：
因此，利用逆序循环就可以保证在计算f[v]时，公式f[v]=max{f[v],f[v-c[i]]+w[i]}中等号右边的f[v]和f[v-c[i]]+w[i]保存的是f[i-1][v]和f[i -1][v-c[i]]的值。
当i=N时，得到的f[V]即为要求的最优值。
初始化的细节问题：
在求最优解的背包问题中，一般有两种不同的问法：1、要求“恰好装满背包”时的最优解；2、求小于等于背包容量的最优解，即不一定恰好装满背包。
这两种问法，在初始化的时候是不同的。
1、要求“恰好装满背包”时的最优解：
在初始化时除了f[0]为0其它f[1..V]均设为-∞，这样就可以保证最终得到的f[N]是一种恰好装满背包的最优解。如果不能恰好满足背包容量，即不能得到f[V]的最优值，则此时f[V]=-∞，这样就能表示没有找到恰好满足背包容量的最优值。
2、求小于等于背包容量的最优解，即不一定恰好装满背包：
如果并没有要求必须把背包装满，而是只希望价值尽量大，初始化时应该将f[0..V]全部设为0。
总结
01背包问题是最基本的背包问题，它包含了背包问题中设计状态、方程的最基本思想，另外，别的类型的背包问题往往也可以转换成01背包问题求解。故一定要仔细体会上面基本思路的得出方法，状态转移方程的意义，以及最后怎样优化的空间复杂度。
0-1背包问题代码：
代码1
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
const int MIN=0x80000000;
const int N=3; //物品数量
const int V=5; //背包容量
int f[N+1][V+1];
int Package(int *W,int *C,int N,int V);
void main(int argc,char *argv[])
{
int W[4]={0,7,5,8}; //物品权重
int C[4]={0,2,3,4}; //物品大小
int result=Package(W,C,N,V);
if(result>0)
{
cout<<endl;
cout<<"the opt value:"<<result<<endl;
int i=N,j=V;
while(i)
{
if(f[i][j]==(f[i-1][j-C[i]]+W[i]))
{
cout<<i<<":"<<"w="<<W[i]<<",c="<<C[i]<<endl;
j-=C[i];
}
i--;
}
}
else
cout<<"can not find the opt value"<<endl;
return;
}
int Package(int *W,int *C,int N,int V)
{
int i,j;
memset(f,0,sizeof(f)); //初始化为0
for(i=0;i<=N;i++)
for(j=1;j<=V;j++) //此步骤是解决是否恰好满足背包容量，
f[i][j]=MIN; //若“恰好”满足背包容量，即正好装满背包，则加上此步骤，若不需要“恰好”，则初始化为0
for(i=1;i<=N;i++)
for(j=C[i];j<=V;j++)
{
f[i][j]=(f[i-1][j]>f[i-1][j-C[i]]+W[i])?f[i-1][j]:(f[i-1][j-C[i]]+W[i]);
cout<<"f["<<i<<"]["<<j<<"]="<<f[i][j]<<endl;
}
return f[N][V];
}
其他策略方法见http://zhidao.baidu.com/question/439908883.html
6、哈希查找
根据关键字的结构和分布的不同，可构造出许多不同的哈希函数，这里主要介绍两种常用的整数类型关键字的哈希函数构造方法。
1）直接定址法
H(Key) = key 或H(key) = a x key + b;
2）除留余数法
H(key) = key MOD p ——(p <= m)
hash冲突的处理方法
处理哈希冲突的方法可分为开放定址法和链地址法两大类：
1）开放定制法：
就是当冲突发生时，使用某种探测方法在哈希表中形成一个探测序列。沿此序列逐个单元地查找，直到找到给定的关键字，或者碰到一个空的地址单元为止，
在开放定制法中，哈希表中的空闲单元（假设其下表为d）不仅允许哈希地址为d的同义词关键字使用，而且也允许发生冲突的其他关键字使用，因为这些关键字
的哈希地址不为d，所以称其为非同义词关键字。
Hi=（H（key）+di） MOD m ——i = 1,2，...，k（k<=m-1）
其中H（key）为哈希函数， m为哈希表表长， di为增量序列， 若di=1,2,3,4.。。m-1，则称为线性探测再散列；
若di = 1， -1， 4， -4.。。。。。则称其为二次探测再散列。
2）链地址法：
把所有的同义词链接在同一个单链表中，在这种方法中，哈希表每个单元中存在的不再是对象，而是相应同义词单链表的头指针。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define Hashmax 11
#define MAX 20
typedef int ElemType;
typedef struct HashNode
{
ElemType elem;
struct HashNode *next;
}HashNode;
typedef struct
{
HashNode ChainHash[MAX];
int count;
}HashTable;
int hash_mod(ElemType key)
{
return key % Hashmax;
}
void InsertHash(HashTable *h, int key)
{
HashNode *p;
int index;
p = (HashNode*)malloc(sizeof(HashNode));
p->elem = key;
index = hash_mod(key);
p->next = h->ChainHash[index].next;
h->ChainHash[index].next = p;
h->count++;
}
void CreateHashTable(HashTable *h, int n)
{
int key;
int i;
for(i = 0; i < n; i++)
{
printf("Input the %d key :", i+1);
scanf("%d", &key);
InsertHash(h, key);
}
}
void PrintHashTable(HashTable *h)
{
int i;
HashNode *p;
for(i = 0;i <= Hashmax; i++)
{
p = h->ChainHash[i].next;
while(p)
{
printf("%-5d", p->elem);
p = p->next;
}
}
}
int SearchHash(HashTable *h, int key)
{
HashNode *p;
int index;
int counter = 0;
index = hash_mod(key);
p = h->ChainHash[index].next;
while(p)
{
if(p->elem == key)
return 1;
else
p = p->next;
}
return 0;
}
void main()
{
int n ,key;
int i;
HashTable H;
printf("input the length of the Hash that we want to build:");
scanf("%d", &n);
for(i = 0;i <= Hashmax; i++)
H.ChainHash[i].next = NULL;
H.count = 0;
CreateHashTable(&H,n);
printf("The hash table that we build is:");
PrintHashTable(&H);
printf("\nInput the key that we want to search(-1 for exit):");
scanf("%d", &key);
while(key != -1)
{
if(SearchHash(&H, key))
printf("There is a %d record in the Hash Table!\n", key);
else
printf("There is not a %d record in the Hash Table!\n", key);
printf("\nInput the key that we want to search(-1 for exit):");
scanf("%d", &key);
}
}
7、二分查找
#include<stdio.h>
int Search(int *a,int key)
{ //在顺序表中折半查找key的数据元素。若找到，则函数值为
int low=0,mid; //该元素的数组下标；否则为0。
int high=6;
while(low <=high)
{
mid=(low+high)/2;
if(key==a[mid])
{
return mid; //找到待查元素
}
else if(key <a[mid]) high=mid-1; //继续在前半区间进行查找
else low=mid+1; //继续在后半区间进行查找
}
return 0; //顺序表中不存在待查元素
}
void main()
{
int key;
scanf("%d",&key);
int a[]={22,33,44,55,66,77,88};
Search(a,key);
if(!Search(a,key))
printf("你要查找的数不在目标数组中！\n");
else
printf("你要查找的数的数组下标为 %d \n",Search(a,key));
}
8、递归hanoi
#include<stdio.h>
int count=0;
void move(char a,char c)
{
count++;
printf("%c-->%c %d\n",a,c,count);
}
void hanoi(int n,char a,char b,char c)
{
if(1==n)
move(a,c);
else
{
hanoi(n-1,'a','c','b');
move(a,c);
hanoi(n-1,'b','a','c');
}
}
void main()
{
int n;
scanf("%d",&n);
hanoi(n,'a','b','c');
}
9、实现一个队链表排序的算法，C/C++可以使用std::list<int>，Java使用LinkedList<Integer>
要求先描述算法，然后再实现，算法效率尽可能高效。
主要考察链表的归并排序。
要点：需要使用快、慢指针的方法，找到链表的的中间节点，然后进行二路归并排序
typedef struct LNode
{
int data;
struct LNode *next;
}LNode , *LinkList;
// 对两个有序的链表进行递归的归并
LinkList MergeList_recursive(LinkList head1 , LinkList head2)
{
LinkList result;
if(head1 == NULL)
return head2;
if(head2 == NULL)
return head1;
if(head1->data < head2->data)
{
result = head1;
result->next = MergeList_recursive(head1->next , head2);
}
else
{
result = head2;
result->next = MergeList_recursive(head1 , head2->next);
}
return result;
}
// 对两个有序的链表进行非递归的归并
LinkList MergeList(LinkList head1 , LinkList head2)
{
LinkList head , result = NULL;
if(head1 == NULL)
return head2;
if(head2 == NULL)
return head1;
while(head1 && head2)
{
if(head1->data < head2->data)
{
if(result == NULL)
{
head = result = head1;
head1 = head1->next;
}
else
{
result->next = head1;
result = head1;
head1 = head1->next;
}
}
else
{
if(result == NULL)
{
head = result = head2;
head2 = head2->next;
}
else
{
result->next = head2;
result = head2;
head2 = head2->next;
}
}
}
if(head1)
result->next = head1;
if(head2)
result->next = head2;
return head;
}
// 归并排序，参数为要排序的链表的头结点，函数返回值为排序后的链表的头结点
LinkList MergeSort(LinkList head)
{
if(head == NULL)
return NULL;
LinkList r_head , slow , fast;
r_head = slow = fast = head;
// 找链表中间节点的两种方法
/*
while(fast->next != NULL)
{
if(fast->next->next != NULL)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
else
fast = fast->next;
}*/
while(fast->next != NULL && fast->next->next != NULL)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
if(slow->next == NULL) // 链表中只有一个节点
return r_head;
fast = slow->next;
slow->next = NULL;
slow = head;
// 函数MergeList是对两个有序链表进行归并，返回值是归并后的链表的头结点
//r_head = MergeList_recursive(MergeSort(slow) , MergeSort(fast));
r_head = MergeList(MergeSort(slow) , MergeSort(fast));
return r_head;
}
10、约瑟夫环问题
#include <iostream>
using namespace std;
typedef struct Jos
{
struct Jos *next;
int data;
}Jos;
void main()
{
cout<<"输入总人数和间隔\n";
int M,N,n=0;
cin>>N>>M;
Jos *p,*r;
p=(Jos*)malloc(sizeof(Jos)*(N+1));
r=p;
for (int i=1;i<=N;i++)
{
r->data=i;
r->next=p+i;
r=r->next;
}
r->data=N;
r->next=p;//采用循环单链表实现
while(r!=r->next)
{
for (int i=0;i<M-1;i++)
{
r=r->next;
}
++n;
if(n%10==0)
cout<<endl;
cout<<r->next->data<<" ";
r->next=r->next->next;
}
cout<<endl;
cout<<r->data<<endl;
free(p);
system("pause");
}
11、八皇后问题
#include <iostream>
using namespace std;
#define N 8
int count=0;
int M[N]={0},L[2*N]={0},R[2*N]={0};
int A[N][N]={0};
void print(int A[N][N])
{
int i,j;
for(i=0;i<N;i++)
{
for (j=0;j<N;j++)
cout<<" "<<A[i][j];
cout<<endl;
}
}
int mytry(int i,int M[N],int L[2*N],int R[2*N],int A[N][N])//八皇后问题回溯思想
{
for (int j=0;j<N;j++)
if (!M[j]&&!L[i-j+N]&&!R[i+j])
{
A[i][j]=i+1;
M[j]=L[i-j+N]=R[i+j]=1;
if (i==N-1)
{
print(A);
cout<<endl;
count++;
}
else
mytry(i+1,M,L,R,A);
A[i][j]=0;
M[j]=L[i-j+N]=R[i+j]=0;
}
return count;
}
void main()
{
int n=mytry(0,M,L,R,A);
cout<<"count="<<n<<endl;
system("pause");
}
12、合唱队形
#include <iostream>
using namespace std;
#define MAX 10
void main()
{
int n,a[MAX],b[MAX],c[MAX],i,j,max;
cin>>n;
for (i=1;i<=n;i++)
cin>>a[i];
memset(b,0,sizeof(a));
memset(c,0,sizeof(c));
b[1]=1;
for (i=2;i<=n;i++)//求左侧最长上升子序
{
max=0;
for (j=i-1;j>=1;j--)
if(a[j]<a[i]&&b[j]>max)
max=b[j];
b[i]=max+1;
}
c[n]=1;
for (i=n-1;i>=0;i--)//求左侧最长下降子序
{
max=0;
for (j=i+1;j<=n;j++)
if(a[j]<a[i]&&c[j]>max)
max=c[j];
c[i]=max+1;
}
max=b[1]+c[1];
for (i=2;i<=n;i++)
{
if (b[i]+c[i]>max)
max=b[i]+c[i];
}
cout<<n-max+1<<endl;
system("pause");
}
13、0-1背包问题
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
#define N 5
int v[]={6,3,6,5,4},w[]={2,2,4,6,5};
int C=10;
int cp;
int bestp=0;
int x[N];
int bestx[N];
void putout()
{
cout<<"物品放入背包的状态为： ";
for (int i=0;i<N;i++)
cout<<setw(5)<<x[i];
cout<<" 获得的价值="<<cp;
cout<<endl;
}
void knap(int t)//背包问题回溯算法实现
{
if (t>=N)
{
if (bestp<cp)
{
bestp=cp;
for(int j=0;j<N;j++)
bestx[j]=x[j];
}
putout();
}
else
{
if (w[t]<=C)
{
x[t]=1;
cp+=v[t];
C-=w[t];
knap(t+1);
x[t]=0;
C+=w[t];
cp-=v[t];
x[t]=0;
}
x[t]=0;
knap(t+1);
}
}
void main()
{
knap(0);
cout<<"最优价值："<<bestp<<"\t";
cout<<"此时放入背包物品：";
for (int j=0;j<N;j++)
{
if (bestx[j]==1)
{
cout<<j+1<<" ";
}
}
cout<<endl;
system("pause");
}