C语言常用而经典的算法

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C语言常用算法

(4)归并排序

即将两个都升序(或降序)排列的数据序列合并成一个仍按原序排列的序列。

例1、有一个含有6个数据的升序序列和一个含有4个数据的升序序列,将二者合并成一个含有10个数据的升序序列。 #define m 6 #define n 4 main()

{int a[m]={-3,6,19,26,68,100} ,b[n]={8,10,12,22}; int i,j,k,c[m+n]; i=j=k=0;

while(i

while(i>=m && j

while(j>=n && i

for(i=0;i

(1)顺序查找(即线性查找)

顺序查找的思路是:将待查找的量与数组中的每一个元素进行比较,若有一个元素与之相等则找到;若没有一个元素与之相等则找不到。

例1、任意读入10个数存放到数组a中,然后读入待查找数值,存放到x中,判断a中有无与x等值的数。 #define N 10 main()

{int a[N],i,x;

for(i=0;i

for(i=0;i

顺序查找的效率较低,当数据很多时,用二分法查找可以提高效率。使用二分法查找的前提是数列必须有序。

二分法查找的思路是:要查找的关键值同数组的中间一个元素比较,若相同则查找成功,结束;否则判别关键值落在数组的哪半部分,就在这半部分中按上述方法继续比较,直到找到或数组中没有这样的元素值为止。

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例1、任意读入一个整数x,在升序数组a中查找是否有与x等值的元素。

#define n 10 main()

{int a[n]={2,4,7,9,12,25,36,50,77,90}; int x,high,low,mid;/*x为关键值*/ scanf(\

high=n-1; low=0; mid=(high+low)/2; while(a[mid]!=x&&low

{if(x

if(x==a[mid]) printf(\ else printf(\} 三、数值计算常用经典算法: 1.级数计算

级数计算的关键是“描述出通项”,而通项的描述法有两种:一为直接法、二为间接法又称递推法。

直接法的要领是:利用项次直接写出通项式;递推法的要领是:利用前一个(或多个)通项写出后一个通项。

可以用直接法描述通项的级数计算例子有: (1)1+2+3+4+5+……

(2)1+1/2+1/3+1/4+1/5+……等等。

可以用间接法描述通项的级数计算例子有: (1)1+1/2+2/3+3/5+5/8+8/13+……

(2)1+1/2!+1/3!+1/4! +1/5!+……等等。 (1)直接法求通项

例1、求1+1/2+1/3+1/4+1/5+……+1/100的和。

main()

{float s; int i; s=0.0;

for(i=1;i<=100;i++) s=s+1.0/i ;

printf(\}

【解析】程序中加粗部分就是利用项次i的倒数直接描述出每一项,并进行累加。注意:因为i是整数,故分子必须写成1.0的形式! (2)间接法求通项(即递推法)

例2、计算下列式子前20项的和:1+1/2+2/3+3/5+5/8+8/13+……。 [分析]此题后项的分子是前项的分母,后项的分母是前项分子分母之和。

main()

{float s,fz,fm,t,fz1; int i;

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s=1; /*先将第一项的值赋给累加器s*/ fz=1;fm=2;

t=fz/fm; /*将待加的第二项存入t中*/ for(i=2;i<=20;i++) {s=s+t;

/*以下求下一项的分子分母*/

fz1=fz; /*将前项分子值保存到fz1中*/ fz=fm; /*后项分子等于前项分母*/

fm=fz1+fm; /*后项分母等于前项分子、分母之和*/ t=fz/fm;}

printf(\}

下面举一个通项的一部分用直接法描述,另一部分用递推法描述的级数计算的例子: 例

2x?3、计算级数?n?1???n?0n!?2??n的值,当通项的绝对值小于eps时计算停止。

#include

float g(float x,float eps); main()

{float x,eps;

scanf(\

printf(\}

float g(float x,float eps) {int n=1;float s,t; s=1; t=1;

do { t=t*x/(2*n);

s=s+(n*n+1)*t; /*加波浪线的部分为直接法描述部分,t为递推法描述部分*/ n++; }while(fabs(t)>eps); return s; }

2.一元非线性方程求根

(1)牛顿迭代法

牛顿迭代法又称牛顿切线法:先任意设定一个与真实的根接近的值x0作为第一次近似根,由x0求出f(x0),过(x0,f(x0))点做f(x)的切线,交x轴于x1,把它作为第二次近似根,再由x1求出f(x1),过(x1,f(x1))点做f(x)的切线,交x轴于x2,……如此继续下去,直到足够接近(比如|x- x0|<1e-6时)真正的根x*为止。

而f '(x0)=f(x0)/( x1- x0) 所以 x1= x0- f(x0)/ f ' (x0)

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例如,用牛顿迭代法求下列方程在1.5附近的根:2x3-4x2+3x-6=0。 #include \main()

{float x,x0,f,f1; x=1.5; do{x0=x;

f=2*x0*x0*x0-4*x0*x0+3*x0-6; f1=6*x0*x0-8*x0+3;

x=x0-f/f1; }while(fabs(x-x0)>=1e-5); printf (\(2)二分法

算法要领是:先指定一个区间[x1, x2],如果函数f(x)在此区间是单调变化的,则可以根据f(x1)和 f(x2)是否同号来确定方程f(x)=0在区间[x1, x2]内是否有一个实根;如果f(x1)和 f(x2)同号,则f(x) 在区间[x1, x2]内无实根,要重新改变x1和x2的值。当确定f(x) 在区间[x1, x2]内有一个实根后,可采取二分法将[x1, x2]一分为二,再判断在哪一个小区间中有实根。如此不断进行下去,直到小区间足够小为止。 具体算法如下:

(1)输入x1和x2的值。 (2)求f(x1)和f(x2)。 (3)如果f(x1)和f(x2)同号说明在[x1, x2] 内无实根,返回步骤(1),重新输入x1和x2的值;若f(x1)和f(x2)不同号,则在区间[x1, x2]内必有一个实根,执行步骤(4)。 (4)求x1和x2的中点:x0=(x1+ x2)/2。 (5)求f(x0)。

(6)判断f(x0)与f(x1)是否同号。

①如果同号,则应在[x0, x2]中寻找根,此时x1已不起作用,用x0代替x1,用f(x0)代替f(x1)。 ②如果不同号,则应在[x1, x0]中寻找根,此时x2已不起作用,用x0代替x2,用f(x0)代替f(x2)。

-5-5

(7)判断f(x0)的绝对值是否小于某一指定的值(例如10)。若不小于10,则返回步骤(4)重复执行步骤(4)、(5)、(6);否则执行步骤(8)。 (8)输出x0的值,它就是所求出的近似根。

例如,用二分法求方程2x3-4x2+3x-6=0在(-10,10)之间的根。 #include \main()

{float x1,x2,x0,fx1,fx2,fx0;


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