算法入门
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语 言 篇
第1章 程序设计入门
学习目标
熟悉C语言程序的编译和运行
学会编程计算并输出常见的算术表达式的结果
掌握整数和浮点数的含义和输出方法
掌握数学函数的使用方法
初步了解变量的含义
掌握整数和浮点数变量的声明方法
掌握整数和浮点数变量的读入方法
掌握变量交换的三变量法
理解算法竞赛中的程序三步曲:输入、计算、输出
记住算法竞赛的目标及其对程序的要求
计算机速度快,很适合做计算和逻辑判断工作。本章首先介绍顺序结构程序设计,其基本思路是:把需要计算机完成的工作分成若干个步骤,然后依次让计算机执行。注意这里的“依次”二字——步骤之间是有先后顺序的。这部分的重点在于计算。
接下来介绍分支结构程序设计,用到了逻辑判断,根据不同情况执行不同语句。本章内容不复杂,但是不容忽视。
注意:编程不是看会的,也不是听会的,而是练会的,所以应尽量在计算机旁阅读
本书,以便把书中的程序输入到计算机中进行调试,顺便再做做上机练习。千万不要图
快——如果没有足够的时间用来实践,那么学得快,忘得也快。
1.1 算术表达式
计算机的“本职”工作是计算,因此下面先从算术运算入手,看看如何用计算机进行复杂的计算。
程序1-1 计算并输出1+2的值
#include
int main()
算法竞赛入门经典
·2· {
printf("%d\n", 1+2);
return 0;
}
这是一段简单的程序,用于计算1+2的值,并把结果输出到屏幕。如果你不知道如何编译并运行这段程序,可阅读附录或向指导教师求助。
即使你不明白上述程序除了“1+2”之外的其他内容,仍然可以进行以下探索:试着把“1+2”改成其他东西,而不要去修改那些并不明白的代码——它们看上去工作情况良好。
下面让我们做4个实验:
极限定律
My Algorithm Space
A*算法入 门
在看下面这篇文章之前,先介绍几个理论知识,有助于理解A*算法。
启发式搜索:启发式搜索就是在状态空间中的搜索对每一个搜索的位置进行 评估,得到最好的位置,再从这个位置进行搜索直到目标。这样可以省略大量无畏的搜索路径,提到了效率。在启发式搜索中,对位置的估价是十分重要的。采用了不同的估价可以有不同的效果。
估价函数:从当前节点移动到目标节点的预估费用;这个估计就是启发式的。在寻路问题和迷宫问题中,我们通常用曼哈顿(manhattan)估价函数(下文有介绍)预估费用。
A*算法与BFS: 可以这样说,BFS是A*算法的一个特例。对于一个BFS算法,从当前 节点扩展出来的每一个节点(如果没有被访问过的话)都要放进队列进行进一步扩展。也就是说BFS的估计函数h永 远等于0,没有一点启发式的信息,可以认为BFS是“最烂的”A*算法。
选取最小估价:如果学过数据结构的话,应该可以知道,对于每次都要选取最小估价的节点,应该用到最小优先级队列(也叫最小二叉堆)。在C++的STL里有现成的数据结构priority_queue, 可以直接使用。当然不要忘了重载自定义节点的比较操作符。
A*算法的特点:A*算法在理论上是时间最优的,但是也有缺点:它的空间增长是指数级别的。
IDA*算法:这种算法被称为迭代加深A*算法,可以有效的解决A*空间增长带来的问题,甚至可以不用到优先级队 列。如果要知道详细:google一下。
A*寻路初探(转载)
作者:Patrick Lester
译者:Panic2005年
译者序:很久以前就知道了A*算法,但是从未认真读过相关的文章,也没有看过代 码,只是脑子里有个模糊的概念。这次决定从头开始,研究一下这个被人推崇备至的简单方法,作为学习人工智能的开始。
这篇文章非常知名,国内应该有不少人翻译过它,我没有查找,觉得翻译本身也是对自身英文水平的锻炼。经过努力,终于完成了文档,也明白了A*算法的原理。毫无疑问,作者用形象的描述,简洁诙谐的语言由浅入深的讲述了这一神奇的算法, 相信每个读过的人都会对此有所认识(如果没有,那就是偶的翻译太差了--b)。
算法竞赛入门经典代码
算法竞赛是一个旨在提高计算机编程技能和算法设计能力的竞赛活动。对于初学者来说,入门经典代码是学习算法竞赛的重要一步。下面是一些常见的入门经典代码。
【排序算法】
在算法竞赛中,排序算法是最基础且重要的算法之一、常见的排序算法有冒泡排序、选择排序、插入排序、归并排序和快速排序等。
冒泡排序的代码如下:
```cpp
void bubbleSort(int arr[], int n)
for (int i = 0; i < n-1; i++)
for (int j = 0; j < n-i-1; j++)
if (arr[j] > arr[j+1])
swap(arr[j], arr[j+1]);
}
}
}
```
【查找算法】 查找算法是另一个常见的算法问题。常见的查找算法有线性查找和二分查找。
线性查找的代码如下:
```cpp
int linearSearch(int arr[], int n, int key)
for (int i = 0; i < n; i++)
if (arr[i] == key)
return i;
}
}
return -1;
```
二分查找的代码如下:
```cpp
int binarySearch(int arr[], int low, int high, int key)
if (high >= low)
int mid = low + (high - low) / 2;
if (arr[mid] == key)
return mid; }
if (arr[mid] > key)
return binarySearch(arr, low, mid - 1, key);
}
return binarySearch(arr, mid + 1, high, key);
}
return -1;
```
【动态规划】
动态规划是一种常用的解决最优化问题的算法,针对具有重叠子问题和最优子结构性质的问题进行求解。最经典的动态规划问题是背包问题。
人工智能开发技术中的剪枝算法入门指南
人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)作为近年来发展迅猛的技术领域,吸引了众多研究人员和开发者的关注。在AI开发过程中,剪枝算法被广泛应用于模型优化与压缩,以提高模型的性能和效率。本文将介绍人工智能开发技术中的剪枝算法入门指南,帮助读者了解其基本原理和应用场景。
一、什么是剪枝算法
剪枝算法是一种常用的模型优化技术,它通过减少神经网络中的冗余连接和参数数量,从而降低模型的复杂度,提高计算效率。与传统模型压缩方法不同,剪枝算法不会改变模型的架构,只是在训练过程中动态地修剪网络连接和参数。
剪枝算法的基本原理是利用网络参数的重要性进行筛选。具体而言,它通过计算参数的重要性指标(如权重大小、梯度等)来确定哪些连接和参数对网络的性能影响较小,从而可以被剪枝。在网络训练过程中,剪枝算法会周期性地评估和修剪网络,以达到减少参数和连接数量的目的。
二、剪枝算法的应用场景
剪枝算法在人工智能开发中有广泛的应用场景。首先,它可以用于模型压缩与加速。随着神经网络模型的不断扩大和加深,模型的存储和计算成本也随之增加。通过利用剪枝算法减少网络参数和连接数量,可以在不损失模型性能的前提下,提高模型的运行速度和效率。
其次,剪枝算法可以应用于移动设备和嵌入式系统等计算资源受限的环境中。由于这些设备的计算能力较低,无法承受复杂的神经网络模型。通过使用剪枝算法优化模型,可以在保证模型精度的同时,降低模型的计算资源需求,实现在边缘设备上高效部署AI应用。 此外,剪枝算法还可以用于模型解释和可解释性增强。在某些应用中,理解神经网络模型的决策过程和特征选择往往十分重要。通过剪枝算法可以快速得到一个相对简化的模型结构,使其更易于解释和理解。
三、剪枝算法的常用方法
剪枝算法有多种不同的实现方法。以下介绍几种常用的剪枝算法:
1. 基于L1范数的剪枝算法:该方法通过对网络参数的L1范数进行约束,将参数的权重进行稀疏化,将小于某个阈值的参数归零从而实现剪枝。L1范数剪枝算法简单高效,在实际应用中得到了广泛的应用。