经过前三章,问题定义分析——算法设计——数据结构选择,这部分主要是编写正确的代码(包括伪代码)
1.问题:二分搜索
这部分一直都以二分搜索为核心进行讲述,自己写的函数如下:
template<typename T> int bsearch(T *A, int l, int h, T obj) { if(l > h) return -1; int mid = (l+h)/2; if(A[mid] == obj) return mid; if(A[mid] > obj) return bsearch(A, l, mid-1, obj); else return bsearch(A, mid+1, h, obj); }
改为迭代方式:
template<typename T> int bsearch2(T*A, int l, int h, T obj) { while(l <= h) { int mid = (l+h)/2; if(A[mid] == obj) return mid; if(A[mid] > obj) h = mid-1; else l = mid+1; } return -1; }
2.编写伪代码,类似与迭代式,并利用循环不变式(初始化,终止,保持三个性质)对过程进行了详尽分析。证明了伪代码的正确性
3.原理
这部分一直强调 断言 与 程序验证。 个人理解,
断言:就是一些合理的推论,我们根据一定的已知条件,做出断言(也就是推出未知条件)。所以进行什么样的断言 决定了程序是否正确,以及程序的走向。
函数:要验证一个函数,需要两个断言:一个是前置条件——调用函数之前就应该成立的状态;一个是后置条件——由函数在终止执行是保证。所以如果一个函数能够保证在前置条件满足时调用它,能够确立后置条件。那么函数就是正确的。
4.习题
4.2寻找第一次出现或最后一次出现的p
4.6问题描述:一个咖啡罐中有一些黑豆和白豆,另有一堆额外的黑豆,重复下面过程,知道罐中只剩一个豆子为止:
从罐中随机取两颗豆子,若颜色相同,将两个都扔掉,放入一个额外的黑豆;
若颜色不同,放回白豆,扔掉黑豆。
证明这个过程会终止,分析最后罐中豆子的颜色?
因为每次豆子总数会减少1,所以过程一定会终止。而每次白豆都是扔掉两个或0个,所以白豆的奇偶性不会改变,故 最后一个豆子要想是白豆,那么必须保证开始罐中有奇数个白豆。
4.7这个问题可以转化为一个相似的常见问题,因为对一个确定的x,其y值是已经排好序的,所以 直接从该点画一条垂直于x轴的竖线,点在该竖线上,并且y已排好序,对其y值进行二分搜索,到最后 l+1 == h 时,点就在此时的l和h表示的区间内。
计算步骤如下:
1)对x,计算y0,y1,...yn-1。后面n个数组成一个有序数组Y
2)在有序数组Y中对y进行二分搜索
int bsearch(int *Y, int N, int y) { int up, down; //分别表示y点在up的上方,或down的下方 l = up = 0; h = down = n-1; while(l <= h) { int mid = (l+h)/2; if(A[mid] == obj) { up = down = obj; return (up, down); } if(A[mid] > obj) { h = mid-1; down = mid; } else { l = mid+1; up = mid; } } if(down == 0) return (-#, 0); if(up == n-1) return (n-1, #); }