2024年春季学期《算法分析与设计》练习15

问题 A: 简单递归求和

题目描述

使用递归编写一个程序求如下表达式前n项的计算结果:  (n<=100)
1 -  3 + 5 - 7 + 9 - 11 +......
输入n,输出表达式的计算结果。

输入

多组输入,每组输入一个n,n<=100。

输出

输出表达式的计算结果。

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1
2
样例输出 Copy
1
-2
def sum_odd_numbers(n):
    if n == 1:
        return 1
    else:
        return ((-1)**(n+1))*(2 * n - 1) + sum_odd_numbers(n - 1)

while True:
    n = int(input())
    print(sum_odd_numbers(n))

问题 B: 文件存储

题目描述

如果有n个文件{F1,F2,F3,…,Fn}需要存放在大小为M的U盘中,文件i的大小为Si,1<=i<=n。请设计一个算法来提供一个存储方案,使得U盘中存储的文件数量最多。

输入

多组输入,对于每组测试数据,每1行的第1个数字表示U盘的容量M(以MB为单位,不超过256*1000MB),第2个数字表示待存储的文件个数n。
第2行表示待存储的n个文件的大小(以MB为单位)。

输出

输出最多可以存放的文件个数。

样例输入 Copy
10000 5
2000 1000 5000 3000 4000
样例输出 Copy
4
while True:
    m,n = map(int,input().split())
    lst=list(map(int,input().split()))
    lst.sort()

    num = 0
    if sum(lst)<m:
        print(len(lst))
    else:
        for i in range(len(lst)):
            num += lst[i]
            if num == m:
                print(i+1)
                break
            else:
                if num>m:
                    print(i)
                    break

问题 C: 图的m着色问题

题目描述

 给定无向连通图G和m种不同的颜色。用这些颜色为图G的各顶点着色,每个顶点着一种颜色。是否有一种着色法使G中每条边的2个顶点着不同颜色,请输出着色方案。

输入

输入第一行包含n,m,k分别代表n个结点,m条边,k种颜色,接下来m行每行有2个数u,v表示u和v之间有一条无向边,可能出现自环边,所以请忽略自环边。

输出

输出所有不同的着色方案,且按照字典序从小到大输出方案。

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3 3 3
1 2
1 3
2 3
样例输出 Copy
1 2 3
1 3 2
2 1 3
2 3 1
3 1 2
3 2 1
# 定义函数用于检查着色是否合法
def is_valid_coloring(graph, colors, node, color):
    for neighbor in graph[node]:  # 遍历节点的所有邻居
        if colors[neighbor] == color:  # 如果邻居节点已经着色并且颜色与当前节点相同
            return False  # 该着色方案不合法
    return True  # 所有邻居节点都没有与当前节点相同的颜色,着色方案合法

# 定义深度优先搜索函数对图进行着色
def color_graph(graph, colors, node, m, k, all_colorings):
    if node == len(graph):  # 如果所有节点都已经着色完成
        all_colorings.append(colors[:])  # 将合法的着色方案加入结果列表
        return
    for color in range(1, k+1):  # 遍历所有颜色
        if is_valid_coloring(graph, colors, node, color):  # 检查是否可以使用该颜色着色
            colors[node] = color  # 着色
            color_graph(graph, colors, node + 1, m, k, all_colorings)  # 递归继续着色下一个节点
            colors[node] = 0  # 回溯,将该节点重新置为未着色状态

while 1:
    n, m, k = map(int, input().split())
    graph = [[] for _ in range(n)]  # 初始化图的邻接表
    for _ in range(m):
        u, v = map(int, input().split())
        graph[u-1].append(v-1)  # 无向图,双向加边
        graph[v-1].append(u-1)

    colors = [0] * n  # 初始化颜色列表
    all_colorings = []  # 用于存放所有合法的着色方案

    # 调用深度优先搜索函数进行着色
    color_graph(graph, colors, 0, m, k, all_colorings)

    # 输出所有合法的着色方案
    for coloring in all_colorings:
        print(*coloring)

问题 D: N皇后问题

题目描述

使用回溯法求解N后问题。

 

输入

皇后的个数。

输出

每一种方案及总方案数。

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4
样例输出 Copy
0 1 0 0
0 0 0 2
3 0 0 0
0 0 4 0
----------------
0 0 1 0
2 0 0 0
0 0 0 3
0 4 0 0
----------------
总方案数为:2

我的代码,oj上运行是错的,不知道为什么

def is_valid(board, row, col):
    # 检查同一列和对角线是否有皇后
    for i in range(row):
        if board[i] == col or abs(i - row) == abs(board[i] - col):
            return False
    return True


def solve_n_queens(board, row, solutions, n):
    if row == n:
        solutions.append(board[:])  # 找到一个解
    else:
        for col in range(n):
            if is_valid(board, row, col):
                board[row] = col  # 放置皇后
                solve_n_queens(board, row + 1, solutions, n)  # 继续处理下一行


def print_solutions(solutions):
    total = len(solutions)
    for solution in solutions:
        for row, col in enumerate(solution):  # 枚举每一行和列
            row_str = ["0"] * len(solution)  # 每一行都是N个0
            row_str[col] = str(row + 1)  # 将皇后所在列的对应位置改为行号
            print(" ".join(row_str))
        print("----------------")
    print("总方案数为:", total)


# 其他代码保持不变

n = int(input())
board = [-1] * n  # 初始化棋盘,-1表示该行还没有放置皇后
solutions = []  # 存放所有解
solve_n_queens(board, 0, solutions, n)
print_solutions(solutions)

抄的

def dfs(row, n):
    global count
    if row == n:
        for i in range(n):
            for j in range(len(res[i])):
                print(res[i][j], end=" ")
            print()
        print("----------------")
        count += 1
    for j in range(n):
        if col[j] and dg[j + row] and udg[j + n - row]:
            col[j], dg[j + row], udg[j + n - row] = False, False, False
            res[row][j] = row + 1
            dfs(row + 1, n)
            col[j], dg[j + row], udg[j + n - row] = True, True, True
            res[row][j] = 0


n = int(input())
col = [True] * n
dg, udg = [True] * (2 * n), [True] * (2 * n)
res = [[0] * n for _ in range(n)]
count = 0
dfs(0, n)
print("总方案数为:" + str(count))

问题 E: 马的遍历问题

题目描述

在5*4的棋盘中,马只能走斜“日”字。马从位置(x, y)处出发,把棋盘的每一格都走一次,且只走一次,请找出所有路径。

输入

x,y,表示马的初始位置。

输出

将每一格都走一次的路径总数,如果不存在该路径则输出“No solution!”。

样例输入 Copy
1 1
2 2
样例输出 Copy
32
No solution!
#是否走过,棋盘
a = []
#保存路径条数
s = 0

#剪枝函数
def check(x, y):
    #不在棋盘里或者走过的剪掉
    if 1 <= x <= 5 and 1 <= y <= 4 and a[x][y] == 0:
        return True
    else:
        return False

def solve(x, y, step):
    global s
    if step == 20:
        s += 1
        return
    #方向引导数组
    fx = [1, 2, 2, 1, -1, -2, -2, -1]
    fy = [2, 1, -1, -2, -2, -1, 1, 2]
    for i in range(8):
        dx = x + fx[i]
        dy = y + fy[i]
        if check(dx, dy):
            a[x][y] = step
            solve(dx, dy, step + 1)
            a[x][y] = 0

while True:
    try:
        a = [[0] * 10 for _ in range(10)]
        x, y = map(int, input().split())
        for i in range(1, 6):
            for j in range(1, 6):
                a[i][j] = 0
        s = 0
        #从第一步开始
        solve(x, y, 1)
        if s == 0:
            print("No solution!")
        else:
            print(s)
    except EOFError:
        break

问题 F: 素数环

题目描述
现有1,2,3...,n,要求用这些数组成一个环,使得相邻的两个整数之和均为素数,要求你求出这些可能的环。
输入

输入正整数n。

输出
输出时从整数1开始逆时针输出,同一个环只输出一次,且满足条件的环应按照字典序从小到大输出。
注:每一个环都从1开始。
样例输入 Copy
6
样例输出 Copy
1 4 3 2 5 6
1 6 5 2 3 4
number = [0] * 200
n = 0

def solve(t):
    if t >= n:
        if sushu(1 + number[n - 1]) == 1:
            for i in range(n):
                print(number[i], end=' ')
            print()
    else:
        for i in range(2, n + 1):
            number[t] = i
            if check(t):
                solve(t + 1)

def check(t):
    for i in range(t):
        if sushu(number[t - 1] + number[t]) == 0 or number[t] == number[i]:
            return 0
    return 1

def sushu(x):
    if x == 1:
        return 0
    for i in range(2, int(x**0.5) + 1):
        if x % i == 0:
            return 0
    return 1

number[0] = 1
try:
    while True:
        n = int(input())
        solve(1)
except EOFError:
    pass

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