### 浙江师范大学ACM教材知识点详述
#### 一、教材概述
浙江师范大学数理与信息工程学院针对ACM程序设计竞赛所编撰的教材《算法设计入门》旨在为初学者提供系统性的学习资源。这本教材由瞿有甜整理,主要面向参加ACM/ICPC竞赛的队员,内容涵盖了算法的基础理论和技术实践。
#### 二、教材内容要点
##### 第一章:算法初步
- **第一节:程序设计与算法**
- **算法定义**:算法是对问题解决方案的一种精确描述。并非所有问题都有对应的算法,但对于那些经过研究证明可行的问题,则可以设计出相应的算法。
- **问题描述**:准确且简洁地描述待解决的问题非常重要,通常采用形式化的模型来刻画问题,如数学模型。
- **算法设计**:针对具体问题设计有效的算法,常见的算法设计策略包括穷举搜索、递归、回溯、贪心算法、分治法等。
- **算法分析**:通过数学工具评估算法的效率,主要包括时间复杂度和空间复杂度分析。
- **时间复杂度**:算法执行所需的时间与输入规模之间的关系。
- **空间复杂度**:算法执行过程中所需的存储空间与输入规模之间的关系。
- **第二节:程序设计**
- **程序定义**:程序是对特定问题解决方案的编码实现,包含了数据结构和算法的设计。
- **程序设计**:程序设计涉及到编写、测试和调试代码的过程。
- **结构化程序设计**:这是一种遵循一系列准则进行程序设计的方法,强调程序的结构清晰、易于理解、易于维护。
- **逐步求精**:将复杂问题分解为多个较小的部分,从最抽象的层次开始逐步细化,直至形成最终可执行的程序。
##### 示例:求解特定条件下的两自然数
- **问题描述**:寻找两个自然数,它们的和为667,并且这两个数的最小公倍数与最大公约数的比例为120:1。
- **解题思路**:
- 定义两个自然数分别为m和667-m。
- 对于每个m值(2 ≤ m ≤ 333),计算m和667-m的最小公倍数和最大公约数。
- 如果最小公倍数等于最大公约数乘以120,并且能够被最大公约数整除,则输出这两个数。
- **算法实现**:
- 使用循环遍历m的所有可能值。
- 调用`lcm()`和`gcd()`函数来计算最小公倍数和最大公约数。
- `gcd()`函数通过从较大数向下查找能够同时整除两数的最大数。
- `lcm()`函数通过累加较小数直到找到一个数能被较大数整除。
#### 三、总结
浙江师范大学ACM教材《算法设计入门》是一份非常适合初学者的资料,它不仅介绍了算法的基本概念和重要性,还提供了具体案例帮助学生理解和掌握算法设计的基本方法。通过对这本教材的学习,学生们可以建立起扎实的算法基础,为进一步深入学习打下坚实的基础。此外,教材中的示例练习有助于培养学生的编程能力和问题解决技巧,为参加ACM程序设计竞赛做好充分准备。