算法大全2
时间：2010-03-14 来源：bobfly1984
四、排序算法
1.快速排序：
procedure qsort(l,r:integer);
var i,j,mid:integer;
begin
i:=l;j:=r; mid:=a[(l+r) div 2]; {将当前序列在中间位置的数定义为中间数}
repeat
while a[i]<mid do inc(i); {在左半部分寻找比中间数大的数}
while a[j]>mid do dec(j);{在右半部分寻找比中间数小的数}
if i<=j then begin {若找到一组与排序目标不一致的数对则交换它们}
swap(a[i],a[j]);
inc(i);dec(j); {继续找}
end;
until i>j;
if l<j then qsort(l,j); {若未到两个数的边界，则递归搜索左右区间}
if i<r then qsort(i,r);
end;{sort}
B.插入排序：
思路：当前a[1]..a[i-1]已排好序了，现要插入a[i]使a[1]..a[i]有序。
procedure insert_sort;
var i,j:integer;
begin
for i:=2 to n do begin
a[0]:=a[i];
j:=i-1;
while a[0]<a[j] do begin
a[j+1]:=a[j];
j:=j-1;
end;
a[j+1]:=a[0];
end;
end;{inset_sort}
C.选择排序：
procedure sort;
var i,j,k:integer;
begin
for i:=1 to n-1 do
for j:=i+1 to n do
if a[i]>a[j] then swap(a[i],a[j]);
end;
D. 冒泡排序
procedure bubble_sort;
var i,j,k:integer;
begin
for i:=1 to n-1 do
for j:=n downto i+1 do
if a[j]<a[j-1] then swap( a[j],a[j-1]); {每次比较相邻元素的关系}
end;
E.堆排序：
procedure sift(i,m:integer);{调整以i为根的子树成为堆,m为结点总数}
var k:integer;
begin
a[0]:=a[i]; k:=2*i;{在完全二叉树中结点i的左孩子为2*i,右孩子为2*i+1}
while k<=m do begin
if (k<m) and (a[k]<a[k+1]) then inc(k);{找出a[k]与a[k+1]中较大值}
if a[0]<a[k] then begin a[i]:=a[k];i:=k;k:=2*i; end
else k:=m+1;
end;
a[i]:=a[0]; {将根放在合适的位置}
end;
procedure heapsort;
var
j:integer;
begin
for j:=n div 2 downto 1 do sift(j,n);
for j:=n downto 2 do begin
swap(a[1],a[j]);
sift(1,j-1);
end;
end;
F. 归并排序
{a为序列表，tmp为辅助数组}
procedure merge(var a:listtype; p,q,r:integer);
{将已排序好的子序列a[p..q]与a[q+1..r]合并为有序的tmp[p..r]}
var I,j,t:integer;
tmp:listtype;
begin
t:=p;i:=p;j:=q+1;{t为tmp指针，I,j分别为左右子序列的指针}
while (t<=r) do begin
if (i<=q){左序列有剩余} and ((j>r) or (a[i]<=a[j])) {满足取左边序列当前元素的要求}
then begin
tmp[t]:=a[i]; inc(i);
end
else begin
tmp[t]:=a[j];inc(j);
end;
inc(t);
end;
for i:=p to r do a[i]:=tmp[i];
end;{merge}
procedure merge_sort(var a:listtype; p,r: integer); {合并排序a[p..r]}
var q:integer;
begin
if p<>r then begin
q:=(p+r-1) div 2;
merge_sort (a,p,q);
merge_sort (a,q+1,r);
merge (a,p,q,r);
end;
end;
{main}
begin
merge_sort(a,1,n);
end.
G.基数排序
思想：对每个元素按从低位到高位对每一位进行一次排序
五、高精度计算
高精度数的定义：
type
hp=array[1..maxlen] of integer;
1．高精度加法
procedure plus ( a,b:hp; var c:hp);
var i,len:integer;
begin
fillchar(c,sizeof(c),0);
if a[0]>b[0] then len:=a[0] else len:=b[0];
for i:=1 to len do begin
inc(c[i],a[i]+b[i]);
if c[i]>10 then begin dec(c[i],10); inc(c[i+1]); end; {进位}
end;
if c[len+1]>0 then inc(len);
c[0]:=len;
end;{plus}
2．高精度减法
procedure substract(a,b:hp;var c:hp);
var i,len:integer;
begin
fillchar(c,sizeof(c),0);
if a[0]>b[0] then len:=a[0] else len:=b[0];
for i:=1 to len do begin
inc(c[i],a[i]-b[i]);
if c[i]<0 then begin inc(c[i],10);dec(c[i+1]); end;
while (len>1) and (c[len]=0) do dec(len);
c[0]:=len;
end;
3．高精度乘以低精度
procedure multiply(a:hp;b:longint;var c:hp);
var i,len:integer;
begin
fillchar(c,sizeof(c),0);
len:=a[0];
for i:=1 to len do begin
inc(c[i],a[i]*b);
inc(c[i+1],(a[i]*b) div 10);
c[i]:=c[i] mod 10;
end;
inc(len);
while (c[len]>=10) do begin {处理最高位的进位}
c[len+1]:=c[len] div 10;
c[len]:=c[len] mod 10;
inc(len);
end;
while (len>1) and (c[len]=0) do dec(len); {若不需进位则调整len}
c[0]:=len;
end;{multiply}
4．高精度乘以高精度
procedure high_multiply(a,b:hp; var c:hp}
var i,j,len:integer;
begin
fillchar(c,sizeof(c),0);
for i:=1 to a[0] do
for j:=1 to b[0] do begin
inc(c[i+j-1],a[i]*b[j]);
inc(c[i+j],c[i+j-1] div 10);
c[i+j-1]:=c[i+j-1] mod 10;
end;
len:=a[0]+b[0]+1;
while (len>1) and (c[len]=0) do dec(len);
c[0]:=len;
end;
5．高精度除以低精度
procedure devide(a:hp;b:longint; var c:hp; var d:longint);
{c:=a div b; d:= a mod b}
var i,len:integer;
begin
fillchar(c,sizeof(c),0);
len:=a[0]; d:=0;
for i:=len downto 1 do begin
d:=d*10+a[i];
c[i]:=d div b;
d:=d mod b;
end;
while (len>1) and (c[len]=0) then dec(len);
c[0]:=len;
end;
6．高精度除以高精度
procedure high_devide(a,b:hp; var c,d:hp);
var
i,len:integer;
begin
fillchar(c,sizeof(c),0);
fillchar(d,sizeof(d),0);
len:=a[0];d[0]:=1;
for i:=len downto 1 do begin
multiply(d,10,d);
d[1]:=a[i];
while(compare(d,b)>=0) do {即d>=b}
begin
Subtract(d,b,d);
inc(c[i]);
end;
end;
while(len>1)and(c.s[len]=0) do dec(len);
c.len:=len;
end;
六、 树的遍历
1．已知前序中序求后序
procedure Solve(pre,mid:string);
var i:integer;
begin
if (pre='''') or (mid='''') then exit;
i:=pos(pre[1],mid);
solve(copy(pre,2,i),copy(mid,1,i-1));
solve(copy(pre,i+1,length(pre)-i),copy(mid,i+1,length(mid)-i));
post:=post+pre[1]; {加上根，递归结束后post即为后序遍历}
end;
2．已知中序后序求前序
procedure Solve(mid,post:string);
var i:integer;
begin
if (mid='''') or (post='''') then exit;
i:=pos(post[length(post)],mid);
pre:=pre+post[length(post)]; {加上根，递归结束后pre即为前序遍历}
solve(copy(mid,1,I-1),copy(post,1,I-1));
solve(copy(mid,I+1,length(mid)-I),copy(post,I,length(post)-i));
end;
3．已知前序后序求中序的一种
function ok(s1,s2:string):boolean;
var i,l:integer; p:boolean;
begin
ok:=true;
l:=length(s1);
for i:=1 to l do begin
p:=false;
for j:=1 to l do
if s1[i]=s2[j] then p:=true;
if not p then begin ok:=false;exit;end;
end;
end;
procedure solve(pre,post:string);
var i:integer;
begin
if (pre='''') or (post='''') then exit;
i:=0;
repeat
inc(i);
until ok(copy(pre,2,i),copy(post,1,i));
solve(copy(pre,2,i),copy(post,1,i));
midstr:=midstr+pre[1];
solve(copy(pre,i+2,length(pre)-i-1),copy(post,i+1,length(post)-i-1));
end;
七 进制转换
1.任意正整数进制间的互化
除n取余
2.实数任意正整数进制间的互化
乘n取整
3.负数进制：
设计一个程序，读入一个十进制数的基数和一个负进制数的基数，并将此十进制数转换为此负 进制下的数：-R∈{-2，-3，-4,....-20}
八 全排列与组合的生成
1.排列的生成：（1..n）
procedure solve(dep:integer);
var
i:integer;
begin
if dep=n+1 then begin writeln(s);exit; end;
for i:=1 to n do
if not used[i] then begin
s:=s+chr(i+ord(''0''));used[i]:=true;
solve(dep+1);
s:=copy(s,1,length(s)-1); used[i]:=false;
end;
end;
2.组合的生成(1..n中选取k个数的所有方案)
procedure solve(dep,pre:integer);
var
i:integer;
begin
if dep=k+1 then begin writeln(s);exit; end;
for i:=1 to n do
if (not used[i]) and (i>pre) then begin
s:=s+chr(i+ord(''0''));used[i]:=true;
solve(dep+1,i);
s:=copy(s,1,length(s)-1); used[i]:=false;
end;
end;
九.查找算法
1.折半查找
function binsearch(k:keytype):integer;
var low,hig,mid:integer;
begin
low:=1;hig:=n;
mid:=(low+hig) div 2;
while (a[mid].key<>k) and (low<=hig) do begin
if a[mid].key>k then hig:=mid-1
else low:=mid+1;
mid:=(low+hig) div 2;
end;
if low>hig then mid:=0;
binsearch:=mid;
end;
2.树形查找
二叉排序树：每个结点的值都大于其左子树任一结点的值而小于其右子树任一结点的值。
查找
function treesrh(k:keytype):pointer;
var q:pointer;
begin
q:=root;
while (q<>nil) and (q^.key<>k) do
if k<q^.key then q:=q^.left
else q:=q^.right;
treesrh:=q;
end;
十、贪心
*会议问题
（1） n个活动每个活动有一个开始时间和一个结束时间，任一时刻仅一项活动进行，求满足活动数最多的情况。
解：按每项活动的结束时间进行排序，排在前面的优先满足。
（2）会议室空闲时间最少。
（3）每个客户有一个愿付的租金，求最大利润。
（4）共R间会议室，第i个客户需使用i间会议室，费用相同，求最大利润。
十一、回溯法框架
1. n皇后问题
procedure try(i:byte);
var j:byte;
begin
if i=n+1 then begin print;exit;end;
for j:=1 to n do
if a[i] and b[j+i] and c[j-i] then begin
x[i]:=j;
a[j]:=false; b[j+i]:=false; c[j-i]:=false;
try(i+1);
a[j]:=true; b[i+j]:=true; c[j-i]:=true;
end;
end;
2.Hanoi Tower 汉诺塔
h(n)=2*h(n-1)+1
h(1)=1
初始所有铜片都在a柱上
procedure hanoi(n,a,b,c:byte); {将第n块铜片从a柱通过b柱移到c柱上}
begin
if n=0 then exit;
hanoi(n-1,a,c,b); {将上面的n-1块从a柱通过c柱移到b柱上}
write(n,’moved from’,a,’to’,c);
hanoi(n-1,b,a,c);{ 将b上的n-1块从b柱通过a柱移到c柱上
end;
初始铜片分布在3个柱上，给定目标柱goal
h[1..3,0..n]存放三个柱的状态，now与nowp存最大的不到位的铜片的柱号和编号,h[I,0]存第I个柱上的个数。
Procedure move(k,goal:integer); {将最大不到位的k移到目标柱goal上}
Begin
If k=0 then exit;
For I:=1 to 3 do
For j:=1 to han[I,0] do
If h[I,j]=k then begin now:=I;nowp:=j; end; {找到k的位置}
If now<>goal then begin {若未移到目标}
Move(k-1,6-now-goal); {剩下的先移到没用的柱上}
Writeln(k moved from now to goal);
H[goal,h[goal,0]+1]:=h[now,nowp]; h[now,nowp]:=0;
Inc(h[goal,0]); dec(h[now,0]);
Move(k-1,goal); {剩下的移到目标上}
End;
十二、DFS框架
NOIP2001 数的划分
procedure work(dep,pre,s:longint); {入口为work(1,1,n)}
{dep为当前试放的第dep个数,pre为前一次试放的数,s为当前剩余可分的总数}
var j:longint;
begin
if dep=n then begin
if s>=pre then inc(r); exit;
end;
for j:=pre to s div 2 do work(dep+1,j,s-j);
end;
类似：
procedure try(dep:integer);
var i:integer;
begin
if dep=k then begin
if tot>=a[dep-1] then inc(sum);
exit; end;
for i:=a[dep-1] to tot div 2 do begin
a[dep]:=i; dec(tot,i);
try(dep+1);
inc(tot,i);
end;
end;{try}
十三、BFS框架
IOI94 房间问题
head:=1; tail:=0;
while tail<head do begin
inc(tail);
for k:=1 to n do
if k方向可扩展 then begin
inc(head);
list[head].x:=list[tail].x+dx[k]; {扩展出新结点list[head]}
list[head].y:=list[tail].y+dy[k];
处理新结点list[head];
end;
end;
十五、数据结构相关算法
1．链表的定位函数
loc(I:integer):pointer; {寻找链表中的第I个结点的指针}
procedure loc(L:linklist; I:integer):pointer;
var p:pointer;
j:integer;
begin
p:=L.head; j:=0;
if (I>=1) and (I<=L.len) then
while j<I do begin p:=p^.next; inc(j); end;
loc:=p;
end;
2．单链表的插入操作
procedure insert(L:linklist; I:integer; x:datatype);
var p,q:pointer;
begin
p:=loc(L,I);
new(q);
q^.data:=x;
q^.next:=p^.next;
p^.next:=q;
inc(L.len);
end;
3．单链表的删除操作
procedure delete(L:linklist; I:integer);
var p,q:pointer;
begin
p:=loc(L,I-1);
q:=p^.next;
p^.next:=q^.next;
dispose(q);
dec(L.len);
end;
4．双链表的插入操作（插入新结点q）
p:=loc(L,I);
new(q);
q^.data:=x;
q^.pre:=p;
q^.next:=p^.next;
p^.next:=q;
q^.next^.pre:=q;
5．双链表的删除操作
p:=loc(L,I); {p为要删除的结点}
p^.pre^.next:=p^.next;
p^.next^.pre:=p^.pre;
dispose(p);
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