《算法分析與設(shè)計(jì)》期末復(fù)習(xí)題
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《算法分析與設(shè)計(jì)》期末復(fù)習(xí)題
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一、選擇題
1.一個(gè).java文件中可以有( )個(gè)public類。
A.一個(gè) B.兩個(gè) C.多個(gè) D.零個(gè)
2.一個(gè)算法應(yīng)該是( )
A.程序 B.問題求解步驟的描述
C.要滿足五個(gè)基本特性 D.A和C
3.用計(jì)算機(jī)無法解決“打印所有素?cái)?shù)”的問題,其原因是解決該問題的算法違背了算法特征中的( )
A.唯一性 B.有窮性 C.有0個(gè)或多個(gè)輸入 D.有輸出
4.某校有6位學(xué)生參加學(xué)生會(huì)主席競(jìng)選,得票數(shù)依次為130,20,98,15,67,3。若采用冒泡排序算法對(duì)其進(jìn)行排序,則完成第二遍時(shí)的結(jié)果是( )
A.3,15,130,20,98,67 B.3,15,20,130,98,67
C.3,15,20,67,130,98 D.3,15,20,67,98,130
5.下列關(guān)于算法的描述,正確的是( )
A.一個(gè)算法的執(zhí)行步驟可以是無限的 B.一個(gè)完整的算法必須有輸出
C.算法只能用流程圖表示 D.一個(gè)完整的算法至少有一個(gè)輸入
6.Java Application源程序的主類是指包含有( )方法的類。
A、main方法 B、toString方法 C、init方法 D、actionPerfromed方法
7.找出滿足各位數(shù)字之和等于5的所有三位數(shù)可采用的算法思路是( )
A.分治法 B.減治法 C.蠻力法 D.變治法
8.在編寫Java Application程序時(shí),若需要使用到標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出語句,必須在程序的開頭寫上( )語句。
A、import java.awt.* ; B、import java.applet.Applet ;
C、import java.io.* ; D、import java.awt.Graphics ;
9.計(jì)算某球隊(duì)平均年齡的部分算法流程圖如圖所示,其中:c用來記錄已輸入球員的人數(shù),sum用來計(jì)算有效數(shù)據(jù)之和,d用來存儲(chǔ)從鍵盤輸入的球員年齡值,輸入0時(shí)表示輸入結(jié)束。
圖中空白處理框①和②處應(yīng)填入的是( )
A.① sum ← sum + d B.① sum ← sum + c
② c ← c + 1 ② c ← c + 1
C.① sum ← sum + d D.① sum ← sum + c
② d ← d + 1 ② d ← d + 1
10.報(bào)名參加冬季越野賽跑的某班5位學(xué)生的學(xué)號(hào)是:5,8,11,33,45。利用折半查找,查找學(xué)號(hào)為33號(hào)學(xué)生的過程中,依次被訪問到的學(xué)號(hào)是( )
A.5,11,33 B.8,33 C.11,45,33 D.11,33
11.表達(dá)式(short)8/9.2*5的值的類型為
A.short B. int C.double D.float
12. 設(shè)x為int型變量,則執(zhí)行一下語句段后,x的值為
x=10;
x+=x-=x-x;
A.10 B.20 C.40 D.30
13.下列代碼的執(zhí)行結(jié)果是
public class StringTest{
public static void main(String args[]){
int a=4,b=6,c=8;
String s=”abc”;
System.out.println(a+b+s+c);
System.out.printin(); }
}
A.a(chǎn)babcc B.464688 C.46abc8 D.10abc8
14. 下列程序段執(zhí)行后t3的結(jié)果是
int t1 = 2, t2 = 3, t3;
t3=t1<t2? t1:t2+t1
A.2 B.4 C.5 D.6
15.要計(jì)算當(dāng)0〈x〈10時(shí),y=x,應(yīng)當(dāng)使用的語句是
A.if(0<x<10)y=x; B.if(0<x|x<10)y=x; C.if(0<x&x<10)y=x; D.if(0<x^x<10)y=x;
16.對(duì)一組數(shù)據(jù)(2,12,16,88,5,10)進(jìn)行排序,若前三趟排序結(jié)果如下,
第一趟:2,12,16,88,5,10
第二趟:2,5,16,88,12,10
第三趟:2,5,10,88,12,16
則采用的排序方法是( )
A.冒泡排序 B.合并排序 C.快速排序 D.選擇排序
17.類與對(duì)象的關(guān)系是( )
A. 建筑圖紙和建筑物的關(guān)系 B. 汽車與發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)系
C. 人與黑人的關(guān)系 D. 沒有關(guān)系
18.JAVA語言二維數(shù)組定義中,第二維的長(zhǎng)度 ( )
A.可以不相等 B.必須相等
C.高維數(shù)組長(zhǎng)度與低維數(shù)組長(zhǎng)度相同 D.固定長(zhǎng)度
19.算法必須具備( )這三個(gè)特性。
A.可執(zhí)行性、可移植性、可擴(kuò)充性 B.可執(zhí)行性、確定性、有窮性
C.確定性、有窮性、穩(wěn)定性 D.易讀性、穩(wěn)定性、安全性
20.如下圖所示,該流程圖所表示的算法違背了算法的有窮性特征,下列修改方法中,可以改正該錯(cuò)誤的是( )
A.將①處改為 i ← 0 B.將②處改為 s ≥ 0 ?
C.將③處改為 i ← i-2 D.將④處改為 s ← s-i
二、填空題
1.一個(gè)顯而易見的事實(shí)是:大部分算法的執(zhí)行時(shí)間隨著 輸入量的增加 而增大。
2.算法是 求解某一問題所使用的一系列清晰的指令 。
3.算法分析時(shí)間效率模型的基本數(shù)學(xué)公式是: T(n) ≈ CopC(n) 。
4.算法設(shè)計(jì)技術(shù)是 用算法解題的一般性方法 ,用于解決不同計(jì)算領(lǐng)域的多種問題。
5.三個(gè)漸進(jìn)符號(hào): O 、 ? 和 ? 。
6.效率分析框架主要關(guān)心一個(gè)算法的 基本操作次數(shù)的增長(zhǎng)次數(shù) ,并把它作為算法效率的主要指標(biāo)。
7.Java源程序的文件名和程序中定義的 主類名 應(yīng)保持一致,包括字母大小寫的匹配。
8.算法中常見的問題類型包括: 排序 、 查找 、字符串處理和組合問題等。
9.類中的 構(gòu)造 方法是一個(gè)特殊的方法,其名稱與類名相同。
10.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言中的3個(gè)重要特性分別是 封裝 、 繼承 和 多態(tài) 。
11.Java源程序文件的擴(kuò)展名為 java ,編譯生成的字節(jié)碼文件的擴(kuò)展名為 class 。
12.大多數(shù)算法的效率可以分為常數(shù)、 對(duì)數(shù) 、線性、平方、 立方 和指數(shù)等。
三、簡(jiǎn)答題
1.什么是算法?算法的五個(gè)重要特征是什么?
答:算法是求解某一問題所使用的一系列清晰的指令。
答:
(1)輸入:有零個(gè)或多個(gè)由外部提供的量作為算法的輸入.
(2)輸出:算法產(chǎn)生至少一個(gè)量作為輸出.
(3)確定性:組成算法的每條指令是清晰的,無歧義的.
(4)有限性:在執(zhí)行了有窮步驟后運(yùn)算終止.
(5)可行性:運(yùn)算都是基本運(yùn)算,原理上能在有限時(shí)間內(nèi)完成.
2.請(qǐng)簡(jiǎn)述蠻力算法的優(yōu)點(diǎn)?
答:
蠻力算法是一種簡(jiǎn)單直接地解決問題的方法。蠻力法具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)應(yīng)用范圍廣;(2)不受實(shí)例規(guī)模的限制;(3)當(dāng)要解決的問題實(shí)例不多,設(shè)計(jì)更高效算法的代價(jià)太大時(shí)可選用;(4)對(duì)解決一些小規(guī)模的問題實(shí)例仍然有效;(5)可作為衡量其他算法的參照物。
3.算法設(shè)計(jì)與分析過程的典型步驟都包括哪些?
答:
(1)了解問題的內(nèi)容
(2)了解計(jì)算設(shè)備的性能
(3)在精確解法和近似解法之間選擇
(4)確定適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
(5)算法設(shè)計(jì)技術(shù)
(6)詳細(xì)表述算法的方法
(7)證明算法的正確性
(8)分析算法
(9)為算法寫代碼
4.請(qǐng)簡(jiǎn)述分治法的基本思路?
答:
將規(guī)模為N的問題分解為k個(gè)規(guī)模較小的子問題,使這些子問題相互獨(dú)立可分別求解,再將k個(gè)子問題的解合并成原問題的解。如子問題的規(guī)模仍很大,則反復(fù)分解直到問題小到可直接求解為止。
在分治法中,子問題的解法通常與原問題相同,自然導(dǎo)致遞歸過程。
5.請(qǐng)簡(jiǎn)述減治法的基本思路?
答:
減治技術(shù)利用了一個(gè)問題給定實(shí)例的解和同樣問題較小實(shí)例的解之間的某種關(guān)系。一旦建立了這種關(guān)系,既可以從頂至底(遞歸地),也可以從底至頂(非遞歸地)來運(yùn)用該關(guān)系。
減治法有三種主要的變種:
n 減常數(shù)(如1)::每此迭代規(guī)模減小n→n-1
n 減因子(如1/2):每此迭代規(guī)模減半n→ n/2
n 減可變規(guī)模:每此迭代減小的規(guī)模不同
6.請(qǐng)簡(jiǎn)述遞歸算法設(shè)計(jì)的基本思路?
答:
遞歸的執(zhí)行過程由分解過程和求值過程兩部分構(gòu)成。
實(shí)際上, 遞歸思路是把一個(gè)不能或不好直接求解的“大問題”轉(zhuǎn)化成一個(gè)或幾個(gè)“小問題”來解決,再把這些“小問題”進(jìn)一步分解成更小的“小問題”來解決,如此分解,直至每個(gè)“小問題”都可以直接解決(此時(shí)分解到遞歸出口)。
但遞歸分解不是隨意的分解,遞歸分解要保證“大問題”與“小問題”相似,即求解過程與環(huán)境都相似。并且有一個(gè)分解的終點(diǎn)。從而使問題可解。
7.請(qǐng)簡(jiǎn)述變治法的基本思路?
答:
變治法的技術(shù)基于變換思想。變治法分為兩個(gè)階段的工作:首先在“變”的階段,出于這樣或那樣的原因,將問題的實(shí)例變得更容易求解;然后是“治”的階段,對(duì)問題的實(shí)例進(jìn)行求解。
根據(jù)對(duì)問題實(shí)例的變換方式不同,變治法有三種主要的類型:
(1)實(shí)例化簡(jiǎn)——變換為同樣問題的一個(gè)更簡(jiǎn)單或者更方便的實(shí)例;
(2)改變表現(xiàn)——變換為同樣實(shí)力的不同表現(xiàn);
(3)問題化簡(jiǎn)——變換為另一個(gè)問題的實(shí)例,這種問題的算法是已知的。
8.請(qǐng)簡(jiǎn)述時(shí)空權(quán)衡法的基本思路?
答:
時(shí)空權(quán)衡法的基本思路是對(duì)問題的部分或全部輸入做預(yù)處理,然后對(duì)得到的額外信息使用額外的存儲(chǔ)空間來存儲(chǔ)。通過實(shí)現(xiàn)更快或更方便的數(shù)據(jù)存取,以加速后面問題的求解來提高算法的效率。
四、算法實(shí)現(xiàn)題
1.對(duì)于任意非負(fù)整數(shù)n,計(jì)算階乘函數(shù)F(n) = n!的值。因?yàn)楫?dāng)n ≥ 1時(shí),n!= 1×2×3×……×(n-1)×n = (n-1)!×n。并且根據(jù)定義,0!= 1,所以可以使用下面的遞歸算法計(jì)算n!:F(n) = F(n-1) × n。
請(qǐng)編寫Java應(yīng)用程序,由鍵盤輸入n的值,在屏幕上輸出計(jì)算的n!的結(jié)果。
import java.io.*;
public class FN
{
static long f(int n)
{
long r = 1;
if(n != 0)
r = n * f(n-1);
return r;
}
public static void main(String args[]) throws IOException
{
//輸入N的值
byte[] buf = new byte[10];
System.out.println("請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù):");
System.in.read(buf);
String str=new String(buf);
int n=Integer.parseInt(str.trim());
//計(jì)算N!的值
long result = f(n);
//輸出結(jié)果
System.out.println(n + "!=" + result);
}
}
2.斐波那契數(shù)列:0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,……
這個(gè)數(shù)列可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的遞推式和兩個(gè)初始條件來定義:
當(dāng)n > 1時(shí),F(xiàn)(n) = F(n-1) + F(n-2)
F(0) = 0,F(xiàn)(1) = 1
請(qǐng)編寫Java應(yīng)用程序,由鍵盤輸入n的值代表要生成斐波那契數(shù)列的項(xiàng)數(shù),在屏幕上輸出n項(xiàng)斐波那契數(shù)列。
import java.io.*;
public class Fb{
/*斐波那契數(shù)列算法*/
int f(int n){
int r;
if(n <= 1)
r = n;
else
r = f(n-1) + f(n-2);
return r;
}
public static void main(String args[]) throws IOException{
System.out.println("請(qǐng)輸入所求斐波那契數(shù)列的項(xiàng)數(shù):");
byte buf[] = new byte[20];
System.in.read(buf);
String t1 = new String(buf);
int n = Integer.parseInt(t1.trim());
Fb f1 = new Fb();
int b;
System.out.println("輸出包含" + n + "項(xiàng)的斐波那契數(shù)列:");
for(int i = 0; i <= n; i++)
{
b = f1.f(i);
System.out.print(b + " ");
}
System.out.println();
}
}
3.編寫基于Java語言的選擇排序算法。
/***
* 功能:該算法用選擇排序?qū)o定的數(shù)組排序
* 輸入:一個(gè)亂序的整數(shù)數(shù)組a[ ]
* 輸出:升序排列的整數(shù)數(shù)組a[ ]
***/
public void selectionSort (int a[ ])
{
int temp,min;
for(int i=0;i<a.length-1;i++)
{
min = i;
for(int j=i+1;j<a.length;j++)
if(a[min] > a[j])
min = j;
temp = a[i];
a[i] = a[min];
a[min] = temp;
}
}
4.編寫基于Java語言的冒泡排序算法。
/***
* 功能:該算法用冒泡排序?qū)o定的數(shù)組排序
* 輸入:一個(gè)亂序的整數(shù)數(shù)組a[ ]
* 輸出:升序排列的整數(shù)數(shù)組a[ ]
***/
public void bubbleSort(int a[ ])
{
int temp;
for(int i=0;i<a.length-1;i++)
for(int j=0;j<a.length-1-i;j++)
if(a[j]>a[j+1])
{
temp = a[j+1];
a[j+1] = a[j];
a[j] = temp;
}
}
5.編寫基于Java語言的順序查找算法。
/***
* 功能:該算法實(shí)現(xiàn)順序查找功能
* 輸入:一個(gè)整數(shù)數(shù)組a[ ]和一個(gè)要查找的鍵值k
* 輸出:如果在數(shù)組中找到k,則返回對(duì)應(yīng)數(shù)組元素的下標(biāo);如果在數(shù)組中找不到k,則返回-1
***/
public int seqSearch(int a[ ],int k)
{
int i = 0;
while((i < a.length ) && ( a[i] != k ))
i = i + 1;
if( i < a.length)
return i;
else
return -1;
}
6.編寫基于Java語言的折半查找算法。
/***
* 功能:該算法實(shí)現(xiàn)折半查找功能
* 輸入:一個(gè)已經(jīng)按照升序排列好的整數(shù)數(shù)組a[ ]和一個(gè)要查找的鍵值k
* 輸出:如果在數(shù)組中找到k,則返回對(duì)應(yīng)數(shù)組元素的下標(biāo);如果在數(shù)組中找不到k,則返回-1
***/
public int binarySearch(int a[ ], int k)
{
int low = 0;
int upper = a.length - 1;
while(low <= upper)
{
int mid = (low+upper) / 2;
if(k == a[mid])
return mid;
else
if(des < a[mid])
upper = mid - 1;
else
low = mid + 1;
}
return -1;
}
7.編寫基于Java語言的字符串匹配算法。
/***
* 功能:該算法實(shí)現(xiàn)字符串匹配功能
* 輸入:一個(gè)n個(gè)字符的字符串str代表一段文本
一個(gè)m個(gè)字符的字符串key代表一個(gè)模式
* 輸出:如果查找成功的話,返回文本的第一個(gè)匹配字符串中第一個(gè)字符的位置,
否則返回-1
***/
public int stringMatch(String str,String key)
{
int j;
int n = str.length();
int m = key.length();
for(int i = 0; i <= (n - m); i++)
{
j = 0;
while((j < m) && (key.charAt(j) == str.charAt(i+j)))
{
j = j + 1;
System.out.println(i + "," + j);
if(j == m)
return i;
}
}
return -1;
}
8.編寫基于Java語言的直接插入排序算法。
/***
* 功能:該算法用直接插入排序?qū)o定的數(shù)組排序
* 輸入:一個(gè)亂序的整數(shù)數(shù)組a[ ]
* 輸出:升序排列的整數(shù)數(shù)組a[ ]
***/
public void insertSort (int a[ ])
{
int temp,i,j;
for(i=1;i<a.length;i++)
{
temp=a[i];
j=i-1;
while(j>=0 && a[j]>=temp)
{
a[j+1]=a[j];
j--;
}
a[j+1]=temp;
}
}
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