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文檔簡介
計算機導(dǎo)法基砒
(課件V0.1)
王多強
華中科技大學(xué)計算機學(xué)院
2011-7-7
序
專業(yè)基礎(chǔ)課程:
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機語言
操作系統(tǒng)、編譯
如何編寫計算機程序:
?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法=程序
?算法:計算機軟件的“靈魂”
算法是計算機科學(xué)和計算機應(yīng)用的核心
2011-7-7
教材:
計算機算法基礎(chǔ)余祥宣等編著華中科技大學(xué)出版社
參考書:
算法設(shè)計與分析王曉東編著清華大學(xué)出版社
計算機算法導(dǎo)引——設(shè)計與分析盧開澄編著清華大
學(xué)出版社
IntroductionToAlgorithm高教出版社,MITPress
學(xué)時:32+8學(xué)時
2011-7-7
章節(jié)安排
?第一章導(dǎo)引與基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
?第二章分治法
?第三章貪心方法
?第四章動態(tài)規(guī)劃
?第五章檢索與周游
?第六章回溯法?
?第七章分枝邛艮界?
?第八章NP-問題9
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第一章導(dǎo)引與基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)::
1.1算法的定義及特性
1.什么是算法?
★算法如數(shù)字、計算一樣,是一個基本概念。
★算法是解一確定類問題的任意一種特殊的方法。
★在計算機科學(xué)中,算法是使用計算機解一類問題
的精確、有效方法的代名詞;
算法是一組有窮的規(guī)則,它規(guī)定了解決某一特定類型
問題的一系列運算。
2011-7-7
2.算法的五個重要特性
確定性、能行性、輸入、輸出、有窮性
1)確定性:算法的每種運算必須要有確切的定
義,不能有二義性。
例:不符合確定性的運算
?5/0
?將6或7與x相加I
?未賦值變量參與運算
2011-7-7
2)能行性
算法中有待實現(xiàn)的運算都是基本的運算,
原理上每種運算都能由人用紙和筆在“有限”的
時間內(nèi)完成。
例:整數(shù)的算術(shù)運算是“能行”的
實數(shù)的算術(shù)運算是“不能行”的
2011-7-7
3)輸入
每個算法有。個或多個輸入。這些輸入是在算法開始之前
給出的量,取自于特定的對象集合——定義域(或值域)
4)輸出
一個算法產(chǎn)生一個或多個輸出,這些輸出是同輸入有某種
特定關(guān)系的量。
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5)有窮性
一個算法總是在執(zhí)行了有窮步的運算之后終止。
計算過程:只滿足確定性、能行性、輸入、輸出四個特
性的一組規(guī)則
?算法和計算過程的區(qū)別:
>計算過程:操作系統(tǒng)(不終止的運行過程)
>算法是“可以終止的計算過程”
?算法的時效性:只能把在相當(dāng)有窮步內(nèi)終止的算法投
入到計算機上運行
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4.我們的主要任務(wù)???:
算法學(xué)習(xí)將涉及5個方面的內(nèi)容::
1)設(shè)計算法:創(chuàng)造性的活動
2)表示算法:思想的表示形式,SPARKS語言
3)確認(rèn)算法:證明算法對所有可能的合法輸入都能得出正確的答案。
算法證明:證明算法的正確性,與語言無關(guān)
程序證明:證明程序的正確性
4)分析算法:對算法的時、空特性做定量分析,以了解算法的好壞
5)測試程序:
調(diào)試:“調(diào)試只能指出有錯誤,而不能指出它們不存在錯誤”
作時空分布圖:驗證分析結(jié)論,優(yōu)化算法設(shè)計
本課程集中于學(xué)習(xí)算法的設(shè)計與分析。通過學(xué)習(xí),掌握計算機算
法設(shè)計和分析基本策略與方法,為設(shè)計更復(fù)雜、更有效的算法奠定基
礎(chǔ)
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5.課程關(guān)系
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
程序設(shè)計語言:結(jié)構(gòu)化設(shè)計
數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
非數(shù)值計算領(lǐng)域的基本知識
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1.2分析算法
1.分析算法的目的
在于:通過對算法的分析,在把算法變成程序?qū)嶋H運行前,
就知道為完成一項任務(wù)所設(shè)計的算法的好壞,從而運行好的算
法,改進差的算法,避免無益的人力和物力浪費。
算法分析是計算機領(lǐng)域的“古老”而“前沿”的課題。
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2.重要的假設(shè)和約定
1)計算機模型的假設(shè)
?計算機形式理論模型:Turing機模型
?通用計算機模型:
>順序計算機
>有足夠的“內(nèi)存”
>能在固定的時間內(nèi)存取數(shù)據(jù)單元
2011-7-7
2)計算的約定:::!
算法的執(zhí)行時間立fJt??
其中,才是算法中用到的某種運算i的次數(shù)——稱為該運算的“頻率計數(shù)”
t是該運算執(zhí)行一次所用的時間——與程序語言和硬件有關(guān)
確定:使用何種運算及其執(zhí)行時間。
?從運算的“時間特性”上將運算的分類:
>時間囿界于常數(shù)的運算:
.基本算術(shù)運算,如整數(shù)、浮點數(shù)的加、減、乘、除
?字符運算、賦值運算、過程調(diào)用等
特點:盡管每種運算的執(zhí)行時間不同,但一般只花一個
固定量的時間(單位時間)就可完成。
2011-7-7
2)計算的約定(續(xù)):
A其他運算:
?字符串操作:與字符串中字符的數(shù)量成正比
?記錄操作:與記錄的屬性數(shù)、屬性類型等有關(guān)
特點:運算時間無定量。
如何分析非時間囿界于常數(shù)的運算:分解成若干時間囿
界于常數(shù)的運算。
如:tstring=Length(String)*tchar
2011-7-7
3)工作數(shù)據(jù)集的選擇
?編制能夠反映算法在最好、平均、最壞情況下工作的數(shù)據(jù)
配置。然后使用這些數(shù)據(jù)配置運行算法,以了解算法的性
能。
編制測試數(shù)據(jù)是程序測試與算法分析中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
?作為算法分析的數(shù)據(jù)集:反映算法的典型特征
?作為程序正確性及性能測試的數(shù)據(jù)集:測試程序的對錯,反映對性
能指標(biāo)產(chǎn)生影響的方面,如邊界值
2011-7-7
3?如何進行算法分析??
對算法進行全面分析,可分兩個階段進行:
?事前分析:求算法的一個時間/空間限界函數(shù),即通過對算
法的“理論”分析,得出關(guān)于算法時間和空間
特性
的特征函數(shù)(0、Q)——與計算機物理軟硬
件沒有直接關(guān)系。
?事后測試:將算法編制成程序后實際放到計算機上運行,
收集其執(zhí)行時間和空間占用等統(tǒng)計資料,進行
分析判斷一一直接與物理實現(xiàn)有關(guān)。
2011-7-7
1)事前分析
?目的:試圖得出關(guān)于算法特性的一種形式描
述,以“理論上”衡量算法的“好壞”。
?如何給出反映算法特性的描述?
統(tǒng)計算法中各種運算的執(zhí)行情況,包括:
>引用了哪些運算
>每種運算被執(zhí)行的次數(shù)
>該種運算執(zhí)行一次所花費的時間等。
算法的執(zhí)行時間二Zfjtj
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?頻率計數(shù)
頻率計數(shù):算法中語句或運算的執(zhí)行次數(shù)。
例:
x<—x+yfori<—1tondofori<—1tondo
x<—x+yforj<—1tondo
repeatx—x+y
repeat
repeat
(a)(b)⑹
分析:
(/a\
\7?X—x+y執(zhí)行了1次
(zb!\
\/?x-x+y執(zhí)行了n次
(/c)\
\/?x—x+y執(zhí)行了《次
2011-7-7
一條語句在整個程序運行時實際執(zhí)行時間二
頻率計數(shù)*每執(zhí)行一次該語句所需的時間
?在事前分析中,只限于確定與所使用的機器及其他環(huán)境因
素?zé)o關(guān)的頻率計數(shù),依此建立一種理論上分析模型。
2011-7-7
?數(shù)量級
—衡量頻率計數(shù)的“大小”的一種測度
>語句的數(shù)量級:語句的執(zhí)行頻率
例:1,n,n2
a算法的數(shù)量級:算法所包含的所有語句的執(zhí)行頻率之和。
數(shù)量級反映了算法復(fù)雜度的最本質(zhì)的特征。
例:假如求解同一個問題的三個算法分別具有n,n2,2數(shù)量級。
若n=10,則可能的執(zhí)行時間將分別是10,100,1000個單
位時間——與環(huán)境因素?zé)o關(guān)。
2011-7-7
?頻率計數(shù)的函數(shù)表示
就計算時間而言,事前分析階段求得算法在頻率計成
上的函數(shù)表示——與規(guī)模n有關(guān)的函數(shù)形式,記為:g(n)
不同的算法,g(n)的具體形式是不同的,如
logn,nlogn,?等
g(n)的一般形式:關(guān)于n的簡單函數(shù)式
“實際”能夠得到的:
1)函數(shù)式的最高次項
2)最高次項與函數(shù)整體的關(guān)系。
?空間特性分析(與時間特性的分析類似,略)
2011-7-7
2)事后測試
?H的:運行程序,統(tǒng)計執(zhí)行實際耗費的準(zhǔn)確的時
間與空間,與事前分析的結(jié)論進行比較,驗證先
前的分析結(jié)論——包括正確性、執(zhí)行性能等,比
較、優(yōu)化所設(shè)計的算法。
?分析手段:作時、空性能分布圖
2011-7-7
4,計算時間的漸近表示?:
記:算法的實際計算時間為f(n),計算時間的限界函數(shù)為g(n)::'
其中,
?n是輸入或輸出規(guī)模的某種測度。
?f(n)表示算法的“實際”執(zhí)行時間一與機器及語言有關(guān)。
?g(n)是事前分析的結(jié)果---一個形式簡單的函數(shù),如nm,logn,
2n,n!等。是與頻率計數(shù)有關(guān)、而與機器及語言無
關(guān)的函數(shù)。
以下給出算法執(zhí)行時間:上界(0)、下界(。)、“平均”
()有J定義。
2011-7-7
1)上界函數(shù)
定義1如果存在兩個正常數(shù)c和n。,對于所有的nN國,有
If(n)|<c|g(n)
則記作f(n)=O(g(n))
含義:
?如果算法用n值不變的同一類數(shù)據(jù)在某臺機器上運行時,所用的
時間總是小于|g(n)|的一個常數(shù)倍。所以g(n)是計算時間f(n)的
一個上界函數(shù)。f(n)的數(shù)量級就是g(n)。
?試圖求出最小的g(n),使得f(n)=0(g(n))o
2011-7-7
多項式定理:
定理1若A(n)=*心+…+即口+@0是一個m次多項式,則有
A(n)=O(nm)
即:變量n的固定階數(shù)為m的任一多項式,與此多項式的最高階
W同階。
證明:取國=1,當(dāng)nNrio時,有
m
|A(n)|<|am|n+..,+laJn+laol
+mm
^(|aml|am-il/n+...+|a0|/n)n
m
=(|am|+|am,1|+...+|a0|)n
令c二|am|+|am,1|+...+|a0|
則,定理得證。
2011-7-7
計算時間的數(shù)量級的大小對算法的有效性有決定性的影響
??
例:假設(shè)解決同一個問題的兩個算法,它們都有n個輸入,
計算時間的數(shù)量級分別是M和nlogn。貝U,
n=1024:分別需要1048576和10240次運算。
n=2048:分別需要4194304和22528次運算。
分析:
*同等規(guī)模下的計算量比較:
☆規(guī)模增大情況下的比較:在n加倍的情況下,一個0(小)的
算法計算時間增長4倍,而一個0(nlogn)算法則只用兩倍多一點的
時間即可完成。
2011-7-7
多項式時間算法和指數(shù)時間算法
>多項式時間算法:可用多項式(函數(shù))對其計算時間限界
的算法。
常見的多項式限界函數(shù)有:
0(1)<O(logn)<O(n)<O(nlogn)<O(n2)<O(n3)
>指數(shù)時間算法:計算時間用指數(shù)函數(shù)限界的算法
常見的指數(shù)時間限界函數(shù):
O⑵)<O(n!)<O(nn)
說明:當(dāng)n取值較大時,指數(shù)時間算法和多項式時間算法在計算時
間上非常懸殊。
2011-7-7
典型的計算時間函數(shù)曲線
圖1.1一般計算時間函數(shù)的曲線
2011-7-7
?一般認(rèn)識
>當(dāng)數(shù)據(jù)集的規(guī)模很大時,要在現(xiàn)有的計算機系統(tǒng)上運行
具有比O(nlogn)復(fù)雜度還高的算法是比較困難的。
>指數(shù)時間算法只有在n取值非常小時才實用。
>要想在順序處理機上擴大所處理問題的規(guī)模,有效的途徑
是降低算法的計算復(fù)雜度,而不是(僅僅依靠)提高計算
機的速度。
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計算時間函數(shù)值比較
表LI計算時間困數(shù)值
lognnnlognn2n32°
0101..'-12
122484
248166416
382464512256
41664256409665536
532160102432768(4294967296).
2011-7-7
2)下界函數(shù)
定義1.2如果存在兩個正常數(shù)c和n0,對于所有的nNn0,
If(n)2c|g(n)
則記作f(n)。(g(n))
含義:
?如果算法用n值不變的同一類數(shù)據(jù)在某臺機器上運行時,所用的
時間總是不小于|g(n)|的一個常數(shù)倍。所以g(n)是計算時間f(n)
的一個下界函數(shù)。
?試圖求出“最大”的g(n),使得f(n)=Q(g(n))o
2011-7-7
???
3)“平均情況”限界函數(shù)
???
???
定義1.3如果存在正常數(shù)”,和n0,對于所有的nNn0,有
ct|g(n)|<|f(n)|Cc2|g(n)
則記作
f(n)=?(g5))
含義:
?算法在最好和最壞情況下的計算時間就一個常數(shù)因子范圍內(nèi)而言
是相同的??煽醋鳎?/p>
既有f(n)=Q(g(n)),又有f(n)=O(g(n))
2011-7-7
4)限界函數(shù)的性質(zhì)
1)若/=o(g)且g=o=),則/=。(%)。即0具有傳
遞性。(Q、。同)
2)/=O(g)當(dāng)且僅當(dāng)g=Q(7)
3)若/=3(g)則g=0(/)o即,Q定乂了一*個等
價關(guān)系(等價類)
證明:
從定義出發(fā)。證明過程略。
2011-7-7
5.常用的整數(shù)求和公式
在算法分析中,在統(tǒng)計語句的頻率時,求和公
式的一般形式為:
如:
=€)(/+1)
\<i<n
2011-7-7
1.3關(guān)于SPARKS語言
?本書為描述算法選用的一種計算機語言
?類PASCAL語言
?結(jié)構(gòu)化設(shè)計
2011-7-7
1.基本語法成分2)變量聲明
類型說明符變量;
1)數(shù)據(jù)類型
integeri,j;
整型integer
booleanb;
實型float
charc
布爾型boolean
3)數(shù)組
字符型char
任意整數(shù)下標(biāo)
integerA(1:5,7:20)
integerB(5,7:20)
2011-7-7
4)賦值運算
(變量)-(表達式)
x—2+x;
5)邏輯運算:andornot
6)關(guān)系運算:<<=#>>
2011-7-7
7)控制結(jié)構(gòu):
順序:(略)
分支:循環(huán):
?ifconditionthenS1?whileconddo
elseS2S
endif
repeat
?case
?loop
:cond1:S1;
:cond2:S2;S
untilcondrepeat
:condn:Sn?forvble<—starttofinishby
:else:Sn+1incrementdo
endcaseS
repeat
2011-7-7
8)函數(shù)的定義與調(diào)用
過程定義
procedureNAME((參數(shù)表))
(說明部分)
S
endNAME
過程的調(diào)用:CALL過程名
函數(shù)定義
類型名procedureNAME((參數(shù)表))
(說明部分)
S
return(表達式)
endNAME
函數(shù)的引川:X-function(參數(shù));
2011-7-7
9)變量的分類
a)根據(jù)數(shù)據(jù)類型分類
整型、實型、字符型等
b)根據(jù)作用域分類:
全程變量、局部變量、形式參數(shù)
c)根據(jù)是否帶入、帶出數(shù)據(jù)值/結(jié)果分類:
in型變量
out型變量
inout型變量
邊界效應(yīng):改變了參變量或全程變量的值
函數(shù):通過函數(shù)值返回輸出結(jié)果,沒有邊界效應(yīng)
純過程:沒有函數(shù)值返回,只通過邊界效應(yīng)帶出輸出結(jié)果
2011-7-7
10)特殊語句
a)exit
退出當(dāng)前一層的循環(huán)
b)return
退出過程
return(表達式):函數(shù)返回結(jié)果
c)goto無條件轉(zhuǎn)向語句
gotolabel
11)遞歸
a)直接遞歸:過程中包含對自身的調(diào)用
b)間接遞歸:間接調(diào)用自身
12)輸入輸出
read>print
13)注釋
〃注釋//
2011-7-7
1.4基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
1.棧和隊列
?線性表:n個元素的有序表
?棧和隊列:特殊的線性表
?利用動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—鏈表實現(xiàn)?;蜿犃?/p>
?利用靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—數(shù)組實現(xiàn)棧或隊列
?基于以上兩種表示形式的棧和隊列上的基本運算
2011-7-7
圖L10含有元素工」2,八」且容量為n的環(huán)形隊列
2.樹
定義1.4樹(tree)是一個或多個結(jié)點的有限集合,它使K:
?有一個指定為根(root)的結(jié)點
?剩余結(jié)點被劃分成mNO個不相交的集合:
這些集合的每一個又都是一棵樹,并稱L,…,*為根的子樹。
2011-7-7
關(guān)于樹的重要概念
?結(jié)點的度(degree):一個結(jié)點的子樹數(shù)
?樹的度:樹中結(jié)點度的最大值
?結(jié)點的級(level)(又叫層):設(shè)根是1級,若某結(jié)點在p級,
則它的兒子在P+1級
?樹的高度(或深度):樹中結(jié)點的最大級數(shù)
?葉子(終端結(jié)點):度為0的結(jié)點
?內(nèi)結(jié)點(非終端結(jié)點):度不為0的結(jié)點
?森林:m2。個不相交樹的集合。
2011-7-7
3二元樹::
定義1.5二元樹(binarytree)是結(jié)點的有限集合,它或者為
空,或者由一個根和兩棵稱為左子樹和右子樹的不相交二元樹所
組成。
?二元樹與度為2的樹的區(qū)別
?二元樹性質(zhì):
引理1.1一棵二元樹第i級的最大結(jié)點數(shù)是2"。深度為k的二元
樹的最大結(jié)點數(shù)為2匕1,k>0。
2011-7-7
圖1.14兩棵特殊的二元樹
2011-7-7
?特殊形態(tài)的二元樹
①滿二元樹:深度為k且有2匕1個結(jié)點的二元樹
2011-7-7
②完全二元樹:一棵有n個結(jié)點深度為k的二元樹,當(dāng)它的
結(jié)點相當(dāng)于深度為k的滿二元樹中編號為1到
n的結(jié)點時,稱該二元樹是完全的。
>完全二元樹的葉子結(jié)點至多出現(xiàn)在相鄰的兩級上。
>完全二元樹的結(jié)點可以緊湊地存放在一個一維數(shù)組中(性質(zhì)見
引理1.2)。
2011-7-7
③堆:堆是一棵完全二元樹,它的每個結(jié)點的值至少和
該結(jié)點的兒子們(如果存在的話)的值一樣大
(max-堆)(或小,min一堆)。
④二分檢索樹:二分檢索樹T是一棵二元樹,它或者為空,
或者每個結(jié)點含有一個可以比較大小的數(shù)據(jù)元素,且
有:
?T的左子樹的所有元素比根結(jié)點中的元素?。?/p>
?T的右子樹的所有元素比根結(jié)點中的元素大;
?T的左子樹和右子樹也是二分檢索樹。
注:二分檢索樹要求樹中所有結(jié)點的元素值互異
2011-7-7
3.圖
圖G由稱之為結(jié)點V和邊E的兩個集合組成,記為
G=(V,E)
其中,V是一個有限非空的結(jié)點集合;E是結(jié)點對偶的
集合,E的每一對偶表示G的一條邊。
2011-7-7
有關(guān)圖的的重要概念
?無向圖:邊表示為(i,j)
?有向圖:邊表示為〈i,j〉
?成本:帶有成本的圖稱為網(wǎng)絡(luò)(帶權(quán)圖)
?鄰接
?結(jié)點的度(出度/入度)
?路徑:由結(jié)點v到v的一條路(path)是結(jié)點
Vp,4,vj2,...,vim,Vq的一個序列,它使得
(Vp,Mi),(VM,Vj2),…,(Vjm,vq)
是E(G)的邊。
?路的長度:組成路的邊數(shù)。
2011-7-7
?簡單路徑:除了第一和最后一個結(jié)點可以相同以外,其它?
所有結(jié)點都不同。:
?環(huán):第一個和最后一個結(jié)點相同的簡單路。
?連通圖:在無向圖中,如果每對結(jié)點之間都存在一條路徑,則
稱該圖是連通的。
?子圖:是由G的結(jié)點集V的子集(記為VB)和邊集E中連接VB
中結(jié)點的邊的子集所組成的圖。
?連通分圖:一個圖的最大連通子圖。
?有向圖的強連通性:在有向圖中,如果對于每一對結(jié)點i和j,
既存在一條從i到j(luò)的路,又存在一條從j
到i的路,則稱該有向圖是強連通的。
2011-7-7
???
圖的表示方法
(a)
圖1.26兩個實例圖
?鄰接矩陣鄰接表
X1.4BU27的鄰接矩陣
1234512345
⑴「01110'■01110-
(2)0010010100
(3)0000011000
(4)0000110001
(b)
⑸L00000.-00010-
圖1?27圖1.26的鄰接表
2011-7-7
1.5遞歸和消去遞歸
1.遞歸
?遞歸是一種強有力的設(shè)計方法
?遞歸的效率問題
2011-7-7
例1.3斐波那契(Fibonacci)序列:
F。=F1二1
F產(chǎn)Fg+F'2(>1)
算法1.7求斐波那契數(shù)
procedureF(n)
〃返回第n個斐波那契數(shù)〃
integern
ifn<=1thenreturn(1)
elsereturn(F(n-1)+F(n-2))
endif
endF
?算法效率:對F(n-1)、F(n-2)存在大量的重復(fù)計算
?改進:保存中間結(jié)果
2011-7-7
例1.4歐幾里得算法
已知兩個非負整數(shù)a和b,且a〉bNO,求這兩個數(shù)的
最大公因數(shù)。
輾轉(zhuǎn)相除法:若b=0,則a和b的最大公因數(shù)等于a;若b>0,
則a和b的最大公因數(shù)等于b和用b除a的余數(shù)的最大公因數(shù)。
算法1.8求最大公因數(shù)
procedureGCD(a,b)//約定a>b//
ifb=0thenreturn(a)
elsereturn(GCD(b,amodb))
endif
endGDC
例:GCD(22,8)=GCD(8,6)=GCD(6,2)=GCD(2,0)=2;
2011-7-7
例1.5用遞歸策略設(shè)計的檢索算法
已知元素x和元素表A(1:n),判斷x是否等于A中
某元素的值。
算法1.9在A(1:n)中檢索x
procedureSEARCH(i)
〃如果在A(1:n)〃中有一元素A(k二x,則將其第一次出現(xiàn)的下標(biāo)k返回,
否則返回0〃
globaln,x,A(1:n)
case
:i>n:return(O)
:A(i)=x;return(i)
:else:return(SEARCH(i+1))
endcase
endSEARCH
2011-7-7
2.消去遞歸::
??
直接遞歸的消去規(guī)則:
基本思路:將遞歸調(diào)用的地方用等價的非遞歸代碼來代替,并
對return語句做適當(dāng)處理。
13條規(guī)則:處理直接遞歸調(diào)用和return語句,將之轉(zhuǎn)換成等價
的迭代代碼。
?初始化
⑴在過程的開始部分,插入說明為棧的代碼并將其初始化為
空。在一般情況下,這個棧用來存放參數(shù)、局部變量和函數(shù)的值、
每次遞歸調(diào)用的返回地址。
⑵將標(biāo)號L附于第一條可執(zhí)行語句。然后對于每一處遞歸調(diào)
用都用一組執(zhí)行下列規(guī)則的指令來代替。
2011-7-7
?處理遞歸調(diào)用語句
⑶將所有參數(shù)和局部變量的值存入棧。
棧頂指針可作為一個全程變量來看待。
(4)建立第i個新標(biāo)號j,并將i存入棧。這個標(biāo)號的i值將用來
計算返回地址。
此標(biāo)號放在規(guī)則⑺所描述的程序段中。
⑸計算這次調(diào)用的各實在參數(shù)(可能是表達式)的值,并把這
些值賦給相應(yīng)的形式參數(shù)。
(6)插入一條無條件轉(zhuǎn)向語句轉(zhuǎn)向過程的開始部分:
gotoI
2011-7-7
?對退出一層遞歸調(diào)用后的處理
⑺如果這過程是函數(shù),則對遞歸過程中含有此次函數(shù)調(diào)用
的那條語句做如下處理:將該語句的此次函數(shù)調(diào)用部分用從棧頂
取回該函數(shù)值的代碼來代替,其余部分的代碼按原描述方式照抄,
并將⑷中建立的標(biāo)號附于這條語句上。
如果此過程不是函數(shù),則將⑷中建立的標(biāo)號附于⑹所產(chǎn)生的
轉(zhuǎn)移語句后面的那條語句。
以上步驟消去過程中的遞歸調(diào)用。下面對過程中出現(xiàn)return
語句進行處理。
(純過程結(jié)束處的end可看成是一條沒有值與之聯(lián)系的return語句)
2011-7-7
?對每個有return語句的地方,執(zhí)行下述規(guī)則:
(8)如果棧為空,則執(zhí)行正常返回。
⑼否則,將所有輸出參數(shù)(帶有返回值的出口參數(shù),out/
inout型)的當(dāng)前值賦給棧頂上的那些對應(yīng)的變量。
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