【算法】是计算机科学的核心领域之一,主要研究如何高效地解决问题。在软件设计中,算法的应用至关重要,因为它决定了程序的效率和性能。本文件提供的历年试题聚焦于算法的设计与分析,涉及了两种不同的方法来解决特定问题:一种是试探法,另一种是深度分解。
1990年的试题提出了一个子集求和的问题。这个问题使用了试探法,也称为回溯法,来寻找所有满足条件的子集。具体来说,给定一个包含n个正整数的集合,目标是找出所有元素之和等于total的子集。在这个过程中,使用了一个栈s来存储候选元素的下标,以便进行回溯。当候选元素加上部分和等于total时,找到了一个解答,然后通过回溯寻找其他可能的解答。问题1要求完善流程图,连接点④并填充①~③,这涉及到理解算法的逻辑流程。
1990年试题的第二个问题是一个具体的实例,给出了total=10,n=6,以及数组A的元素值。通过执行流程图,可以得到不同子集组合的结果。问题2展示了不同步骤(J)下的输出结果,显示了回溯法如何逐步探索所有可能的子集。
1993年的试题转向了非递减序列的和式分解。对于正整数n,任务是输出所有由非递减整数组成、和为n的序列。这里,采用了两种方法:递归的rd()函数和非递归的nd()函数。rd()函数通过递归地分解n,判断当前分解是否满足条件,如果是解则输出,如果不是则继续分解。nd()函数利用回溯策略,通过维护当前未分解的余数r[],找到一个解后进行回溯,寻找下一个解。在nd()函数中,关键在于如何判断是否找到了一个解以及如何进行回溯操作。
在递归函数rd()中,空缺①表示需要遍历所有可能的和数j,从大到小,空缺②检查当前分解是否满足条件,即n是否等于当前和数a[k]或j(k的深度分解)。如果满足,找到一个解;如果不满足,则进入空缺③,递归地求解更深层次的分解。在非递归的nd()函数中,空缺④对应同样的判断,检查当前的分解是否构成了解。
这两个问题都展示了算法在解决实际问题中的应用,以及如何通过递归和回溯策略来生成所有可能的解。这种解决问题的方法对于软件设计师来说是必备的技能,理解和掌握这些算法能够提升在软件开发中的效率和质量。