下载文档原格式
《算法设计与分析》实验指导书本书是为配合《算法分析与设计实验教学大纲》而编写的上机指导，其目的是使学生消化理论知识，加深对讲授内容的理解，尤其是一些算法的实现及其应用，培养学生独立编程和调试程序的能力，使学生对算法的分析与设计有更深刻的认识。
上机实验一般应包括以下几个步骤：（1）、准备好上机所需的程序。
手编程序应书写整齐，并经人工检查无误后才能上机。
（2）、上机输入和调试自己所编的程序。
一人一组，独立上机调试，上机时出现的问题，最好独立解决。
（3）、上机结束后，整理出实验报告。
实验报告应包括：题目、程序清单、运行结果、对运行情况所作的分析。
本书共分阶段4个实验，每个实验有基本题和提高题。
基本题必须完成，提高题根据自己实际情况进行取舍。
题目不限定如下题目，可根据自己兴趣爱好做一些与实验内容相关的其他题目，如动态规划法中的图象压缩，回溯法中的人机对弈等。
其具体要求和步骤如下：实验一分治与递归（4学时）一、实验目的与要求1、熟悉C/C++语言的集成开发环境；2、通过本实验加深对递归过程的理解二、实验内容：掌握递归算法的概念和基本思想，分析并掌握“整数划分”问题的递归算法。
三、实验题任意输入一个整数，输出结果能够用递归方法实现整数的划分。
四、实验步骤1．理解算法思想和问题要求；2．编程实现题目要求；3．上机输入和调试自己所编的程序；4．验证分析实验结果；5．整理出实验报告。
一、实验目的与要求1、掌握棋盘覆盖问题的算法；2、初步掌握分治算法二、实验题：盘覆盖问题：在一个2k×2k个方格组成的棋盘中，恰有一个方格与其它方格不同，称该方格为一特殊方格，且称该棋盘为一特殊棋盘。
在棋盘覆盖问题中，要用图示的4种不同形态的L型骨牌覆盖给定的特殊棋盘上除特殊方格以外的所有方格，且任何2个L型骨牌不得重叠覆盖。
三、实验提示void chessBoard(int tr, int tc, int dr, int dc, int size) {if (size == 1) return;int t = tile++, // L型骨牌号s = size/2; // 分割棋盘// 覆盖左上角子棋盘if (dr < tr + s && dc < tc + s)// 特殊方格在此棋盘中chessBoard(tr, tc, dr, dc, s);else {// 此棋盘中无特殊方格// 用t 号L型骨牌覆盖右下角board[tr + s - 1][tc + s - 1] = t;// 覆盖其余方格chessBoard(tr, tc, tr+s-1, tc+s-1, s);}// 覆盖右上角子棋盘if (dr < tr + s && dc >= tc + s)// 特殊方格在此棋盘中chessBoard(tr, tc+s, dr, dc, s);else {// 此棋盘中无特殊方格// 用t 号L型骨牌覆盖左下角board[tr + s - 1][tc + s] = t;// 覆盖其余方格chessBoard(tr, tc+s, tr+s-1, tc+s, s);}// 覆盖左下角子棋盘if (dr >= tr + s && dc < tc + s)// 特殊方格在此棋盘中chessBoard(tr+s, tc, dr, dc, s);else {// 用t 号L型骨牌覆盖右上角board[tr + s][tc + s - 1] = t;// 覆盖其余方格chessBoard(tr+s, tc, tr+s, tc+s-1, s);}// 覆盖右下角子棋盘if (dr >= tr + s && dc >= tc + s)// 特殊方格在此棋盘中chessBoard(tr+s, tc+s, dr, dc, s);else {// 用t 号L型骨牌覆盖左上角board[tr + s][tc + s] = t;// 覆盖其余方格chessBoard(tr+s, tc+s, tr+s, tc+s, s);}}一、实验目的与要求1、熟悉二分搜索算法；2、初步掌握分治算法；二、实验题1、设a[0:n-1]是一个已排好序的数组。
《算法分析与设计》实验指导书《算法分析与设计》课程是计算机专业的一门必修课程。
开设算法分析与设计实验，目的就是为了使学生消化理论知识，加深对讲授内容的理解，尤其是一些算法的实现及其应用，培养学生独立编程和调试程序的能力，使学生对算法的分析与设计有更深刻的认识。
《算法分析与设计》课程实验的目的：是为了使学生在课程学习的同时，通过实验环境中的实际操作，对部分算法的具体应用有一个初步的了解，使学生加深了解和更好地掌握《算法分析与设计》课程教学大纲要求的内容。
《算法分析与设计》课程实验的注意事项：在《算法分析与设计》的课程实验过程中，要求学生做到：(1)预习实验指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的情况提前作出思考和分析。
(2)认真书写实验报告。
实验报告包括实验目的和要求，实验情况及其分析。
(3)遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。
(4)实验课程不迟到。
如有事不能出席，所缺实验一般不补。
《算法分析与设计》课程实验的验收：实验的验收将分为两个部分。
第一部分是上机操作，包括检查程序运行和即时提问。
第二部分是提交电子的实验报告。
实验一算法实现一一、实验目的与要求熟悉C/C++语言的集成开发环境；通过本实验加深对分治法、贪心算法的理解。
二、实验内容:掌握分治法、贪心算法的概念和基本思想，并结合具体的问题学习如何用相应策略进行求解的方法。
三、实验题1. 【伪造硬币问题】给你一个装有n个硬币的袋子。
n个硬币中有一个是伪造的。
你的任务是找出这个伪造的硬币。
为了帮助你完成这一任务，将提供一台可用来比较两组硬币重量的仪器，利用这台仪器，可以知道两组硬币的重量是否相同。
试用分治法的思想写出解决问题的算法，并计算其时间复杂度。
2.【找零钱问题】一个小孩买了价值为33美分的糖，并将1美元的钱交给售货员。
售货员希望用数目最少的硬币找给小孩。
假设提供了数目有限的面值为25美分、10美分、5美分、及1美分的硬币。
《算法设计与分析》课程实验教学大纲Design and Analysis of Computer Algorithm总学时 16 总学分 0.5 实验学时 16一、基本情况1. 课程性质：专业实践2. 设课方式：独立设课3. 适用专业：计算机科学与技术专业4. 开课学期：第5学期5. 实验教材：《算法设计与分析》实验指导书6. 先修课程：高级语言程序设计、离散数学、数据结构二、课程简介算法设计与分析实验将覆盖计算机软件实现中的大部分算法，具有一定的深度和广度，目的是让学生掌握递归与分治策略、动态规划、贪心算法、回溯法、分支限界法等算法思想；能独立运用相关算法策略来分析、解决实际问题并编程实现。
同时，算法设计与分析实验是对学生在软件设计方面的综合训练，包括问题分析，总体结构设计，程序设计基本技能和技巧等，以培养良好的编程风格和科学作风。
通过理论联系实际，最终提高学生动手操作的能力以及分析问题和解决问题的能力，培养对算法的复杂性进行分析的逻辑思维能力。
三、实验目的与任务实验是教学内容的重要一环，其目的一方面是为了让学生掌握算法设计与分析中的一些常用的典型的算法设计思想和方法；另一方面是为了让学生切实掌握各种算法的具体实现方法，培养学生的实际动手能力，加强学生创新思维能力的培养。
四、课程的基本要求（1）了解实验目的，熟悉实验环境。
（2）预习实验，准备好实验题目和操作步骤。
（3）能编译调试源程序,分析错误原因并加以修改,得出正确结果。
（4）能运用所学的知识正确分析程序得出的结果，并能给出改进的方案。
（5）将上述各项要求及实验结果编写成实验报告。
实验前学生要认真预习实验内容，按要求编写源程序及准备测试数据。
实验中,要按操作规程操作计算机，集中精力调试程序,并认真测试实验数据。
对实验程序的故障应自行分析解决，不拷贝其它人的成果。
对实验得出的结果能加以分析，提出改进的具体措施。
掌握递归与分治策略、动态规划、贪心算法、回溯法、分支限界法等算法思想；能独立运用相关算法策略分析问题、解决实际问题并编程实现。
实验一串匹配程序设计（2学时）一、实验目的(1). 熟练掌握串匹配的含义(2). 掌握BF算法匹配的过程并编程实现(3). 熟悉C++编译环境的基本操作二、实验内容给定两个字符串S和T，用BF算法，在主串S中查找字串T，输出结果，输出时要求有文字说明。
请编写程序。
三、实验要求(1)、熟悉C++编译环境的基本操作(2)、考虑各种可能的情况（匹配成功或不成功）(3)、写出完整的程序四、实验结果实验二排序问题程序设计（2学时）一、实验目的(1). 掌握选择排序和起泡排序的基本思想(2). 掌握两种排序方法的具体实现过程(3). 在掌握的基础上编程实现两种排序方法二、实验内容输入一个待排序的序列，分别用选择排序和起泡排序两种排序方法将其变换成有序的序列，输出结果，输出时要求有文字说明。
请编写程序。
三、实验要求(1)、熟悉C++编译环境的基本操作(2)、考虑各种可能的情况（序列本身已是有序序列，序列不是有序序列）(3)、写出完整程序四、实验结果实验三数字旋转方阵程序设计（2学时）一、实验目的(1). 掌握分治法的设计思想(2). 掌握数字旋转方阵的具体实现过程(3). 熟练掌握二维数组的使用方法(4). 在掌握的基础上编程实现数字旋转方阵的实现过程二、实验内容给出一个初始数据，在此数据的基础上由外层向里层填写数据，完成一个数字旋转方阵，输出结果，输出时要求有文字说明。
请编写程序。
三、实验要求(1)、熟悉C++编译环境的基本操作(2)、考虑各种可能的情况（方阵有一层，两层或更多层）(3)、写出完整程序四、实验结果实验四排序中分治法的程序设计（2学时）一、实验目的(1). 掌握归并排序和快速排序的划分方法(2). 掌握归并排序和快速排序的具体分治策略(3). 在掌握的基础上编程两种排序方法的实现过程二、实验内容给出一个初始序列，分别用归并排序和快速排序两种分治法将所给序列变换为有序序列，输出结果，输出时要求有文字说明。
算法设计与分析实验指导王歧编实验一：递归与分治1.二分查找2.合并排序3.快速排序实验二：回溯1.0-1背包问题2.装载问题3.堡垒问题（ZOJ1002）4.*翻硬币问题5.8皇后问题6.素数环问题7.迷宫问题8.*农场灌溉问题（ZOJ2412）9.*求图像的周长（ZOJ1047）10.*骨牌矩阵11.*字母转换（ZOJ1003）12.*踩气球（ZOJ1004）实验三：搜索1.Floodfill2.电子老鼠闯迷宫3.跳马4.独轮车5.皇宫小偷6.分酒问题7.*找倍数8.*8数码难题实验四：动态规划1.最长公共子序列2.计算矩阵连乘积3.凸多边形的最优三角剖分4.防卫导弹5.*石子合并6.*最小代价子母树7.*旅游预算8.*皇宫看守9.*游戏室问题10.*基因问题11.*田忌赛马实验五：贪心与随机算法1.背包问题2.搬桌子问题3.*照亮的山景4.*用随即算法求解8皇后问题5.素数测试实验一：递归与分治实验目的理解递归算法的思想和递归程序的执行过程，并能熟练编写递归程序。
掌握分治算法的思想，对给定的问题能设计出分治算法予以解决。
实验预习内容编程实现讲过的例题：二分搜索、合并排序、快速排序。
对本实验中的问题，设计出算法并编程实现。
试验内容和步骤1．二分查找在对线性表的操作中，经常需要查找某一个元素在线性表中的位置。
此问题的输入是待查元素x和线性表L，输出为x在L 中的位置或者x不在L中的信息。
程序略2．合并排序程序略3．快速排序程序略实验总结及思考合并排序的递归程序执行的过程实验二：回溯算法实验目的：熟练掌握回溯算法实验内容：回溯算法的几种形式a)用回溯算法搜索子集树的一般模式void search(int m){if(m>n) //递归结束条件output(); //相应的处理(输出结果)else{a[m]=0; //设置状态：0表示不要该物品search(m+1); //递归搜索：继续确定下一个物品a[m]=1; //设置状态：1表示要该物品search(m+1); //递归搜索：继续确定下一个物品}}b)用回溯算法搜索子集树的一般模式void search(int m){if(m>n) //递归结束条件output(); //相应的处理(输出结果) elsefor(i=m;i<=n;i++){swap(m,i); //交换a[m]和a[i]if()if(canplace(m)) //如果m处可放置search(m+1); //搜索下一层swpa(m,i); //交换a[m]和a[i](换回来)}}习题1．0-1背包问题在0 / 1背包问题中，需对容量为c 的背包进行装载。
《算法设计与分析》课程实验指南(适合于非计算机科学与技术专业)实验项目1 串匹配问题1．实验题目给定一个文本，在该文本中查找并定位任意给定字符串。
2.学时安排2个学时。
3.实验目的(1)深刻理解并掌握蛮力法的设计思想；(2)提高应用蛮力法设计的技能；(3)理解这样一个观点：用蛮力法设计的算法，一般来说，经过适度的努力后，都可以对算法的第一个版本进行一定程度的改良，改进其时间性能。
4.实验要求(1)实现BF算法；(2)实现BF算法的改进算法：KMP算法；(3)对上述2个算法进行时间复杂性分析，并设计实验程序验证分析结果。
实验项目2 最近对问题1.实验题目设p1=(x1,y1)，p2=(x2,y2)，…，pn=(xn,yn)是平面上n个点构成的集合S，设计算法找出集合S中距离最近点对。
2.学时安排2个学时。
3.实验目的(1)进一步掌握递归算法的设计思想以及递归程序的调试技术；(2)理解这样一个观点：分治与递归经常同时应用在算法设计之中。
4.实验要求（1）分别用蛮力法和分治法求解最近对问题；（2）分析算法的时间性能，设计实验程序验证分析结论。
实验项目3 八枚硬币问题1.实验题目在8枚外观相同的硬币中，有一枚是人民币假币，并且已知假币与真币的重量不同，但不知道假币与真币相比较轻还是较重。
可以通过一架天平来任意比较两组硬币，设计一个高效的算法来测出这枚假币。
2.学时安排2个学时。
3.实验目的(1)深刻理解并掌握减治法的设计思想；(2)提高应用减治设计算法的技能；(3)理解这样一个观点：建立正确的模型对于问题的求解是非常重要的。
4.实验要求(1)设计减治算法实现8枚硬币问题；(2)设计测试数据，写出程序文档。
实验项目4 0/1背包问题1.实验题目给定n种物品和一个容量为C的背包，物品i的重量是wi，其价值为vi，0/1背包问题是如何选择装入背包的物品(物品不可分割)，使得装入背包中物品总价值最大。
2.学时安排2个学时。
《算法分析与设计》实验指导与报告书实验目录实验1 求最大公约数 (1)实验2 斐波那契数列 (3)实验3 最近对问题 (6)实验4 堆排序 (7)实验5 霍纳法则和二进制幂 (8)实验6 字符串匹配问题 (9)实验7 Warshall算法和Floyd算法 (10)实验8 最优二叉查找树 (11)实验9 Huffman编码* (12)实验10 求解非线性方程* (13)实验11 投资问题* (14)注：（1）实验4和实验5为变治法应用，二选一；（2）实验7和实验8为动态规划法应用，二选一；（3）带*号的实验为选做实验，根据课时及学生实验完成情况机动安排。
实验1 求最大公约数{c = a;a = b;b = c;}while(a % b != 0){c = a % b;a = b;b = c;}printf("%d", b);return 0;}连续整数检测算法最大公约数算法：#include <stdio.h>int main(){int a,b,t;printf("Please input two integers: ");scanf("%d %d",&a,&b);if(a<b)t=a;elset=b;while(t>=1){if((a%t==0)&&(b%t==0))break;t--;}printf("%d",t);return 0;}相减循环：#include<stdio.h>int main(){int m,n;printf("Please input two integers: ");scanf("%d%d",&m,&n);while(m!=n)if(m>n) m=m-n;else n=n-m;printf("%d",m);return 0;}教师评分实验2 斐波那契数列实验目的（1）求斐波那契数列；（2）区分递归和递推思想。
算法分析与设计实验指导书《算法分析与设计》实验指导书本书是为配合《算法分析与设计实验教学⼤纲》⽽编写的上机指导，其⽬的是使学⽣消化理论知识，加深对讲授容的理解，尤其是⼀些算法的实现及其应⽤，培养学⽣独⽴编程和调试程序的能⼒，使学⽣对算法的分析与设计有更深刻的认识。
上机实验⼀般应包括以下⼏个步骤：（1）、准备好上机所需的程序。
⼿编程序应书写整齐，并经⼈⼯检查⽆误后才能上机。
（2）、上机输⼊和调试⾃⼰所编的程序。
⼀⼈⼀组，独⽴上机调试，上机时出现的问题，最好独⽴解决。
（3）、上机结束后，整理出实验报告。
实验报告应包括：1）问题分析2）算法描述3）运⾏结果、4）算法性能分析。
实验⼀实验名称：贪⼼算法应⽤及设计实验学时：6学时实验类型：验证实验⽬的：1.理解贪⼼算法的基本思想2.掌握利⽤贪⼼算法求解问题的求解步骤实验容1.活动选择问题（2学时）问题描述：设有11个会议等待安排，⽤贪⼼法找出满⾜⽬标要求的会议集合，这些会议按结束时间的⾮减序排列如下表。
实验实现提⽰：１)数据结构设计：将会议开始时间存储在数组B中，结束时间存储在数组E中，数组下标为会议的代码。
结果存储在数组A中，其元素A[i]==true，表⽰会议i被选中。
２）算法：void GreedySelect(int n, struct time B[], struct time E[], bool A[]){int i,j;A[1]=true;j=1; i=2;while( i<=n)if (B[i]>=E[j]){ A[i]=true; j=i;}elseA[i]=false;}思考题：证明所得的解是最优解？2.单源点最短路径问题。
（2学时）问题描述如图所⽰的有向带权图中，求源点0到其余顶点的最短路径及最短路径长度。
并对算法进⾏性能分析。
实现提⽰1）数据结构设计：将图存储在邻接矩阵C中，结点个数为n，源点编号为u, 源点u到其余顶点的最短路径长度存储在dist[],最短路径存储在p[]。
《算法设计与分析》课程实验报告实验序号：实验项目名称：随机化算法一、实验题目1.N后问题问题描述：在n*n格的棋盘上放置彼此不受攻击的n个皇后，任何两个皇后不放在同一行同一列，同一斜线上，问有多少种放法。
2.主元素问题问题描述：设A是含有n个元素的数组，如果元素x在A中出现的次数大于n/2，则称x是A的主元素。
给出一个算法，判断A中是否存在主元素。
二、实验目的（1）通过N后问题的实现，体会拉斯维加斯随机算法的随机特点：运行次数随机但有界，找到的解一定为正确解。
但某次运行可能找不到解。
（2）通过实现主元素的不同算法，了解蒙特卡罗算法的随机特性：对于偏真的蒙特卡罗算法，找到为真的解一定是正确解；但非真的解以高概率给出解的正确率------即算法找到的非真解以小概率出现错误。
同时体会确定性算法与随机化算法的差异及各自的优缺点。
（3）通过跳跃表的实现，体会算法设计的运用的广泛性，算法设计的思想及技巧不拘泥独立问题的解决，而在任何需要计算机解决的问题中，都能通过算法设计的技巧（无论是确定性还是随机化算法）来灵巧地解决问题。
此实验表明，通过算法设计技巧与数据组织的有机结合，能够设计出高效的数据结构。
三、实验要求（1）N后问题分别以纯拉斯维加斯算法及拉斯维加斯算法+回溯法混合实现。
要求对同一组测试数据，完成如下任务a.输出纯拉斯维加斯算法找到解的运行次数及运行时间。
b.输出混合算法的stopVegas值及运行时间c.比较a、b的结果并分析N后问题的适用情况。
（2）主元素问题，要求对同一组测试数据，完成如下任务：a.若元素可以比较大小，请实现O(n )的确定性算法，并输出其运行时间。
b.(选做题）若元素不可以比较大小，只能比较相同否，请实现O（n) 确性算法，并输出其运行时间。
c.实现蒙特卡罗算法，并输出其运行次数及时间。
d.比较确定性算法与蒙特卡罗算法的性能，分析每种方法的优缺点。
（3）参照教材实现跳跃表（有序）及基本操作：插入一个结点，删除一个结点。
《算法分析与设计》实验指导.实验一锦标赛问题[实验目的]1.基本掌握分治算法的原理.2.掌握递归算法及递归程序的设计.3.能用程序设计语言求解锦标赛等问题的算法.[预习要求]1.认真阅读数据结构教材和算法设计教材,了解分治算法原理;2.设计用分治算法求解背包问题的数据结构与程序代码.[实验题]【问题描述】设有n=2k个运动员要进行网球循环赛。
现要设计一个满足以下要求的比赛日程表：（1）每个选手必须与其他n-1个选手各赛一次；（2）每个选手一天只能参赛一次；（3）循环赛在n-1天内结束。
请按此要求将比赛日程表设计成有n行和n-1列的一个表。
在表中的第i行，第j列处填入第i个选手在第j天所遇到的选手。
其中1≤i≤n，1≤j≤n-1。
[实验提示]我们可以按分治策略将所有的选手分为两半，则n个选手的比赛日程表可以通过n/2个选手的比赛日程表来决定。
递归地用这种一分为二的策略对选手进行划分，直到只剩下两个选手时，比赛日程表的制定就变得很简单。
这时只要让这两个选手进行比赛就可以了。
1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 7 82 1 43 6 7 8 53 4 1 2 7 8 5 61 2 3 4 3 2 1 8 5 6 71 2 3 4 5 6 7 8 1 4 3 21 2 1 4 3 6 5 8 7 2 1 4 31 2 3 4 1 2 7 8 5 6 3 2 1 42 1 43 2 1 8 7 6 54 3 2 1（1）（2）（3）图1 2个、4个和8个选手的比赛日程表图1所列出的正方形表（3）是8个选手的比赛日程表。
其中左上角与左下角的两小块分别为选手1至选手4和选手5至选手8前3天的比赛日程。
据此，将左上角小块中的所有数字按其相对位置抄到右下角，又将左下角小块中的所有数字按其相对位置抄到右上角，这样我们就分别安排好了选手1至选手4和选手5至选手8在后4天的比赛日程。
依此思想容易将这个比赛日程表推广到具有任意多个选手的情形。
算法设计与分析实验指导王歧编实验一：递归与分治1.二分查找2.合并排序3.快速排序实验二：回溯1.0-1背包问题2.装载问题3.堡垒问题（ZOJ1002）4.*翻硬币问题5.8皇后问题6.素数环问题7.迷宫问题8.*农场灌溉问题（ZOJ2412）9.*求图像的周长（ZOJ1047）10.*骨牌矩阵11.*字母转换（ZOJ1003）12.*踩气球（ZOJ1004）实验三：搜索1.Floodfill2.电子老鼠闯迷宫3.跳马4.独轮车5.皇宫小偷6.分酒问题7.*找倍数8.*8数码难题实验四：动态规划1.最长公共子序列2.计算矩阵连乘积3.凸多边形的最优三角剖分4.防卫导弹5.*石子合并6.*最小代价子母树7.*旅游预算8.*皇宫看守9.*游戏室问题10.*基因问题11.*田忌赛马实验五：贪心与随机算法1.背包问题2.搬桌子问题3.*照亮的山景4.*用随即算法求解8皇后问题5.素数测试实验一：递归与分治实验目的理解递归算法的思想和递归程序的执行过程，并能熟练编写递归程序。
掌握分治算法的思想，对给定的问题能设计出分治算法予以解决。
实验预习内容编程实现讲过的例题：二分搜索、合并排序、快速排序。
对本实验中的问题，设计出算法并编程实现。
试验内容和步骤1．二分查找在对线性表的操作中，经常需要查找某一个元素在线性表中的位置。
此问题的输入是待查元素x和线性表L，输出为x在L 中的位置或者x不在L中的信息。
程序略2．合并排序程序略3．快速排序程序略实验总结及思考合并排序的递归程序执行的过程实验二：回溯算法实验目的：熟练掌握回溯算法实验内容：回溯算法的几种形式a)用回溯算法搜索子集树的一般模式void search(int m){if(m>n) //递归结束条件output(); //相应的处理(输出结果)else{a[m]=0; //设置状态：0表示不要该物品search(m+1); //递归搜索：继续确定下一个物品a[m]=1; //设置状态：1表示要该物品search(m+1); //递归搜索：继续确定下一个物品}}b)用回溯算法搜索子集树的一般模式void search(int m){if(m>n) //递归结束条件output(); //相应的处理(输出结果) elsefor(i=m;i<=n;i++){swap(m,i); //交换a[m]和a[i]if()if(canplace(m)) //如果m处可放置search(m+1); //搜索下一层swpa(m,i); //交换a[m]和a[i](换回来)}}习题1．0-1背包问题在0 / 1背包问题中，需对容量为c 的背包进行装载。
从n 个物品中选取装入背包的物品，每件物品i 的重量为wi ，价值为pi 。
对于可行的背包装载，背包中物品的总重量不能超过背包的容量，最佳装载是指所装入的物品价值最高。
程序如下：#include <stdio.h>void readdata();void search(int);void checkmax();void printresult();int c=35, n=10; //c：背包容量；n：物品数int w[10], v[10]; //w[i]、v[i]：第i件物品的重量和价值int a[10], max; //a数组存放当前解各物品选取情况；max：记录最大价值//a[i]=0表示不选第i件物品，a[i]=1表示选第i件物品int main(){readdata(); //读入数据search(0); //递归搜索printresult();}void search(int m){if(m>=n)checkmax(); //检查当前解是否是可行解，若是则把它的价值与max比较else{a[m]=0; //不选第m件物品search(m+1); //递归搜索下一件物品a[m]=1; //不选第m件物品search(m+1); //递归搜索下一件物品}}void checkmax(){int i, weight=0, value=0;for(i=0;i<n;i++){if(a[i]==1) //如果选取了该物品{weight = weight + w[i]; //累加重量value = value + v[i]; //累加价值}}if(weight<=c) //若为可行解if(value>max) //且价值大于maxmax=value; //替换max }void readdata(){int i;for(i=0;i<n;i++)scanf("%d%d",&w[i],&v[i]); //读入第i件物品重量和价值}void printresult(){printf("%d",max);}2．装载问题有两艘船，载重量分别是c1、c2，n个集装箱，重量是w i (i=1…n)，且所有集装箱的总重量不超过c1+c2。
确定是否有可能将所有集装箱全部装入两艘船。
提示：求出不超过c1的最大值max，若总重量－max < c2则能装入到两艘船。
3．堡垒问题（ZOJ1002）如图城堡是一个4×4的方格，为了保卫城堡，现需要在某些格子里修建一些堡垒。
城堡中的某些格子是墙，其余格子都是空格，堡垒只能建在空格里，每个堡垒都可以向上下左右四个方向射击，如果两个堡垒在同一行或同一列，且中间没有墙相隔，则两个堡垒都会把对方打掉。
问对于给定的一种状态，最多能够修建几个堡垒。
程序主要部分如下：int main(){readdata(); //读入数据search(0); //递归搜索printresult();}void search(int m){int row, col;row=m/n; //求第m个格子的行号col=m%n; //求第m个格子的列号if(m>=n*n)checkmax(); //检查当前解是否是可行解，若是则把它的价值与max比较else{search(m+1); //该位置不放堡垒递归搜索下一if(canplace(m)) //判断第m个格子是否能放堡垒{place(m); //在第m个格子上放置一个堡垒search(m+1); //递归搜索下一个位置takeout(m); //去掉第m个格子上放置的堡垒}}}4．翻硬币问题把硬币摆放成32×9的矩阵，你可以随意翻转矩阵中的某些行和某些列，问正面朝上的硬币最多有多少枚？提示：（1）任意一行或一列，翻两次等于没有翻；（2）对于9列的任何一种翻转的情况，每一行翻与不翻相互独立。
5．8皇后问题在一个８×８的棋盘里放置８个皇后，要求这8个皇后两两之间互相都不“冲突”。
#include <stdio.h>#include <math.h>void search(int);void printresult(); //打印结果int canplace(int,int); //判断该位置能否放置皇后void place(int,int); //在该位置能否放置皇后void takeout(int,int); //把该位置放置皇后去掉int a[8]; //a[i]存放第i个皇后的位置int main(){search(0); //递归搜索}void search(int m){int i;if(m>=8) //当已经找出一组解时printresult(); //输出当前结果else{for(i=0;i<8;i++) //对当前行0到7列的每一个位置{if(canplace(m,i)) //判断第m个格子是否能放堡垒{place(m,i); //在(m,i)格子上放置一个皇后search(m+1); //递归搜索下一行takeout(m,i); //把(m,i)格子上的皇后去掉}}} }int canplace(int row, int col){int i;for(i=0;i<row;i++)if(abs(i-row)==abs(a[i]-col)||a[i]==col)return(0);return(1);}void place(int row, int col){a[row]=col;}void takeout(int row, int col){a[row]=-1;}void printresult(){int i,j;for(i=0;i<8;i++){for(j=0;j<8;j++)if(a[i]==j)printf(" A ");elseprintf(" . ");printf("\n");}printf("\n");}6．素数环问题把从1到20这20个数摆成一个环，要求相邻的两个数的和是一个素数。
分析：用回溯算法，考察所有可能的排列。
程序如下：#include <stdio.h>#include <math.h>void search(int);void init(); //初始化void printresult(); //打印结果int isprime(int); //判断该数是否是素数void swap(int,int); //交换a[m]和a[i]int a[21]; //a数组存放素数环int main(){init();search(2); //递归搜索}int isprime(int num){int i,k;k=sqrt(num);for(i=2;i<=k;i++)if(num%i==0)return(0);return(1);}void printresult(){int i;for(i=1;i<=20;i++)printf("%3d",a[i]);printf("\n");}void search(int m){int i;if(m>20) //当已经搜索到叶结点时{if(isprime(a[1]+a[20])) //如果a[1]+a[20]也是素数printresult(); //输出当前解return;}else{for(i=m;i<=20;i++) //(排列树){swap(m,i); //交换a[m]和a[i]if(isprime(a[m-1]+a[m])) //判断a[m-1]+a[m]是否是素数search(m+1); //递归搜索下一个位置swap(m,i); //把a[m]和a[i]换回来}}}void swap(int m, int i){int t;t=a[m];a[m]=a[i];a[i]=t;}void init(){int i;for(i=0;i<21;i++)a[i]=i;}7．迷宫问题给一个20×20的迷宫、起点坐标和终点坐标，问从起点是否能到达终点。
