A算法的改进课程设计讲解
沈阳大学
Floyd-Warshall算法的描述如下：
for k ← 1 to n do
for i ← 1 to n do
for j ← 1 to n do
if (Di,k + Dk,j < Di,j) then
Di,j ← Di,k + Dk,j;
其中Di,j表示由点i到点j的代价，当Di,j为∞表示两点之间没有任何连接。
（2）Dijkstra
求单源、无负权的最短路。时效性较好，时间复杂度为O（V*V+E）。
源点可达的话，O（V*lgV+E*lgV）=>O（E*lgV）。
当是稀疏图的情况时，此时E=V*V/lgV，所以算法的时间复杂度可为O（V^2）。若是斐波那契堆作优先队列的话，算法时间复杂度，则为O（V*lgV + E）。
（3）Bellman-Ford
求单源最短路，可以判断有无负权回路（若有，则不存在最短路），时效性较好，时间复杂度O（VE）。
Bellman-Ford算法是求解单源最短路径问题的一种算法。
单源点的最短路径问题是指：给定一个加权有向图G和源点s，对于图G中的任意一点v，求从s到v的最短路径。与Dijkstra算法不同的是，在Bellman-Ford算法中，边的权值可以为负数。设想从我们可以从图中找到一个环路（即从v出发，经过若干个点之后又回到v）且这个环路中所有边的权值之和为负。那么通过这个环路，环路中任意两点的最短路径就可以无穷小下去。如果不处理这个负环路，程序就会永远运行下去。而Bellman-Ford算法具有分辨这种负环路的能力。A*（A-Star)算法是一种静态路网中求解最短路最有效的直接搜索方法。注意是最有效的直接搜索算法。之后涌现了很多预处理算法（ALT，CH，HL等等），在线查询效率是A*算法的数千甚至上万倍。公式表示为：f(n)=g(n)+h(n),其中f(n) 是从初始点经由节点n到目标点的估价函数，g(n) 是在状态空间中从初始节点到n节点的实际代价，h(n) 是从n到目标节点最佳路径的估计代价。保证找到最短路径（最优解的）条件，关键在于估价函数h(n)的选取：
估价值h(n)<= n到目标节点的距离实际值，这种情况下，搜索的点数多，搜索范围大，效率低。但能得到最优解。并且如果h(n)=d(n)，即距离估计h(n)等于最短距离，那么搜索将严格沿着最短路径进行，此时的搜索效率是最高的。如果估价值>实际值,搜索的点数少，搜索范围小，效率高，但不能保证得到最优解。
算法是一种启发式搜索算法, 在路径规划中得到广泛的应用, 其中启发函数的设计尤其重要。本文针对路径规划问题, 对A* 算法作了以下改进: 一是在估价函数中考虑以距离和方向两个要素, 通过归一化处理解决了单位不统一的问题; 二是利用 k- d 树空间索引结构, 动态加载节点信息, 减小内存使用空间。实验结果表明, 改进后的A* 算法的搜索效率得到了明显的提高。最经典的最短路径搜索算法是 Dijkstra算法,属于遍历搜索, 它简单易用并总能搜索到最短路径。但是当网络中节点数较多时,该算法搜索的结点数量会很大,效率非常低。因此有人提出了启发式搜索算法,如: 局部择优搜索法、最好优先搜索法、A*算法等。启发式搜索就是在状态空间中, 对每一个搜索的位置进行评估, 得到最好的位置,从而在这个位置进行搜索直到搜索到目标为止。目前在路径优化领域, 最流行的启发式搜索算法当属由 H ar,t Nilsson, Raphael等人首先提出的 A* 算法。它利用启发函数来估计任意点到目标点的远近程度, 从而减少搜索空间, 提高搜索效率。许多文献都对 A* 算法进行了研究, 并且都提出在估价函数中引入距离和方向两个要素。但是距离和方向的单位是不统一的,所以在利用时会出现一些问题, 本文针对这一问题进行了研究,并对估价函数进行了改进。另外,为了进一步提高算法的运行效率,本文在算法运行结构上,采用 k- d树空间索引结构,降低内存存储空间。实验结果证明了改进后算法的合理性和可行性。
3.设计的过程与分析
A*算法是建立在Dijkstra和 BFS(最好优先搜索 )算法基础上的。它的整体框架采用遍历搜索法, 但是它采用了启发函数来估计地图上任意点到目标点的费用, 从而可以很好地选择搜索方向。A*算法引入了当前节点j的启发函数 f*( j),当前节点 j的启发函数定义为: f*(j)=g(j)+h*(j)(1)其中 g(j)是从起点到当前节点 j的实际费用的量度, h*(j)是从当前节点j到终点的最小费用的估计。
图2 估价函数构造示意图
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图3a改进前的搜索路径
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图3b 改进后的搜索路径
实验采用郑州市地图,节点2606个,路段4127条,在 core i5, 机上运行。与其他算法的实验结果进行了对比, 结果见表1。表中: T 表示永久标记节点的个数, D表示规划路径长度。
图4 临时标记节点个数比较
课程设计说明书 NO.10
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数据结构课程设计-排序
一、问题描述 1、排序问题描述 排序是计算机程序设计的一种重要操作，他的功能是将一组任意顺序数据元素（记录），根据某一个（或几个）关键字按一定的顺序重新排列成为有序的序列。简单地说，就是将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列的一种操作。 本次课程设计主要涉及几种常用的排序方法，分析了排序的实质，排序的应用，排序的分类，同时进行各排序方法的效率比较，包括比较次数和交换次数。我们利用java语言来实现本排序综合系统，该系统包含了：插入排序、交换排序、选择排序、归并排序。其中包括： （1）插入排序的有关算法：不带监视哨的直接插入排序的实现； （2）交换排序有关算法：冒泡排序、快速排序的实现； （3）选择排序的有关算法：直接选择排序、堆排序的实现； （4）归并排序的有关算法：2-路归并排序的实现。 2、界面设计模块问题描述 设计一个菜单式界面，让用户可以选择要解决的问题，同时可以退出程序。界面要求简洁明了，大方得体，便于用户的使用，同时，对于用户的错误选择可以进行有效的处理。 二、问题分析 本人设计的是交换排序，它的基本思想是两两比较带排序记录的关键字，若两个记录的次序相反则交换这两个记录，直到没有反序的记录为止。应用交换排序基本思想的主要排序方法有冒泡排序和快速排序。 冒泡排序的基本思想是：将待排序的数组看作从上到下排列，把关键字值较小的记录看作“较轻的”，关键字值较大的纪录看作“较重的”，较小关键字值的记录好像水中的气泡一样，向上浮；较大关键字值的纪录如水中的石块向下沉，当所有的气泡都浮到了相应的位置，并且所有的石块都沉到了水中，排序就结束了。 冒泡排序的步骤： 1)置初值i=1； 2)在无序序列｛r[0],r[1],…，r[n-i]｝中，从头至尾依次比较相邻的两个记录r[j] 与r[j+1]（0<=j<=n-i-1）,若r[j].key>r[j+1].key，则交换位置； 3)i=i+1； 4)重复步骤2）和3），直到步骤2）中未发生记录交换或i=n-1为止； 要实现上述步骤，需要引入一个布尔变量flag，用来标记相邻记录是否发生交换。 快速排序的基本思想是：通过一趟排序将要排序的记录分割成独立的两个部分，其中一部分的所有记录的关键字值都比另外一部分的所有记录关键字值小，然后再按此方法对这两部分记录分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个记录序列变成有序。 快速排序步骤： 1)设置两个变量i、j，初值分别为low和high，分别表示待排序序列的起始下
最优化课程设计
《最优化》课程设计 题目：牛顿法与阻尼牛顿法算法分析 学院: 数学与计算科学学院 专业：数学与应用数学 姓名学号：廖丽红 1000730105 欧艳 1000730107 骆宗元 1000730122 沈琼赞 1000730127 指导教师：李向利 日期：2012年11月08日
摘要 本文基于阻尼牛顿法在解决无约束最优化问题中的重要性，对其原理与算法予以讨论。论文主要是参阅大量数学分析和最优化理论方法，还有最优化方法课程以及一些学术资料，结合自己在平时学习中掌握的知识，并在指导老师的建议下，拓展叙述牛顿法和其改进方法——阻尼牛顿法的优缺点，同时针对阻尼牛顿法的基本思路和原理进行研究，其搜索方向为负梯度方向，改善了牛顿法的缺点，保证了下降方向。 关键词：无约束牛顿法下降方向阻尼牛顿法最优解
Abstract This thesis is based on the importance of the damping Newton's method to solve unconstrained optimization problems, we give the discussion about its principles and algorithms. We search a large number of mathematical analysis and optimization theory methods, optimization methods courses, as well as some academic information ,and at the same time combined with knowledge we have learning in peacetime and thanks to the instructor's advice, we also give an expanding narrative for the Newton's method and the improved method -- damping Newton method's advantages and disadvantages, and make a study of the basic ideas and principles for damping Newton method at the same time , we find that a negative gradient direction is for the search direction of the damping Newton method, this method improves the shortcomings of the Newton method which can ensure the descent direction. Keywords: unconstrained , Newton's method , descent direction , damping Newton's method ,optimal solution
数据结构课程设计(内部排序算法比较_C语言)
数据结构课程设计 课程名称：内部排序算法比较 年级/院系：11级计算机科学与技术学院 姓名/学号： 指导老师： 第一章问题描述 排序是数据结构中重要的一个部分，也是在实际开发中易遇到的问题，所以研究各种排算法的时间消耗对于在实际应用当中很有必要通过分析实际结合算法的特性进行选择和使用哪种算法可以使实际问题得到更好更充分的解决！该系统通过对各种内部排序算法如直接插入排序，冒泡排序，简单选择排序，快速排序，希尔排序，堆排序、二路归并排序等，以关键码的比较次数和移动次数分析其特点，并进行比较，估算每种算法的时间消耗，从而比较各种算法的优劣和使用情况！排序表的数据是多种不同的情况，如随机产生数据、极端的数据如已是正序或逆序数据。比较的结果用一个直方图表示。
第二章系统分析 界面的设计如图所示： |******************************| |-------欢迎使用---------| |-----（1）随机取数-------| |-----（2）自行输入-------| |-----（0）退出使用-------| |******************************| 请选择操作方式： 如上图所示该系统的功能有： （1）：选择1 时系统由客户输入要进行测试的元素个数由电脑随机选取数字进行各种排序结果得到准确的比较和移动次数并 打印出结果。 （2）选择2 时系统由客户自己输入要进行测试的元素进行各种排序结果得到准确的比较和移动次数并打印出结果。 （3）选择0 打印“谢谢使用！！”退出系统的使用！！ 第三章系统设计 （I）友好的人机界面设计：（如图3.1所示） |******************************| |-------欢迎使用---------| |-----（1）随机取数-------| |-----（2）自行输入-------| |-----（0）退出使用-------|
数据结构,课程设计,校园最短路径问题
一、课程设计题目：校园最短路径问题 二、课程设计目的： 1.了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力； 2.初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能； 3.提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力； 4.训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所具备的科学工作方法和作风。 三、课程设计要求： 1.设计的题目要求达到一定的工作量（300行以上代码），并具有一定的深度和难度。 2.编写出课程设计报告书，内容不少于10页（代码不算）。 四、需求分析： 1、问题描述 图的最短路径问题是指从指定的某一点v开始，求得从该地点到图中其它各地点的最短路径，并且给出求得的最短路径的长度及途径的地点。除了完成最短路径的求解外，还能对该图进行修改，如顶点以及边的增删、边上权值的修改等。 校园最短路径问题中的数据元素有： a) 顶点数 b) 边数 c) 边的长度 2、功能需求 要求完成以下功能： a)输出顶点信息：将校园内各位置输出。 b)输出边的信息：将校园内每两个位置（若两个位置之间有直接路径）的 距离输出。 c)修改：修改两个位置（若两个位置之间有直接路径）的距离，并重新输 出每两个位置（若两个位置之间有直接路径）的距离。 d)求最短路径：输出给定两点之间的最短路径的长度及途径的地点或输出 任意一点与其它各点的最短路径。 e)删除：删除任意一条边。 f)插入：插入任意一条边。 3、实现要点 a) 对图的创建采用邻接矩阵的存储结构，而且对图的操作设计成了模板类。 为了便于处理，对于图中的每一个顶点和每一条边都设置了初值。 b) 为了便于访问，用户可以先输出所有的地点和距离。 c) 用户可以随意修改两点之间好的距离。 d) 用户可以增加及删除边。 e) 当用户操作错误时，系统会出现出错提示。 五、概要设计:
综合课程设计
可用C++(Visual C++ 6.0),JA V A（JSP，STRUTS），C#(https://www.360docs.net/doc/ea9883900.html, ，Visual Studio 2005)，试题目而定。 1、综合购物频道（限最多3人选） 项目描述：是一个在线销售系统，是一个B-C模式的电子商务系统，由前台的B/S模式购物系统和后台的C/S模式的管理系统两部分组成。该电子商务系统可以实现会员注册、浏览商品、查看商品详细信息、选购商品、取消订单和查看订单等功能，前台系统的详细功能。目的：了解项目开发的一个基本流程以及如何运用现行的框架搭建一个大型的综合型系统2、某大型企业内部OA（限最多3人选） 项目描述：采用网络办公自动化系统，不仅能快速提高企业的运作效率，节省大量的办公费用，能全面提升企业的核心竞争力和生产力以及提高工作效率。该企业内部OA系统采用模型组件与WEB技术结合的方式，具有强大的功能，广泛的适用性、可靠安全性和可扩展性。目的：学习运用当前热门的前台技术。 3、产品展示厅（限最多3人选） 项目描述： 在互联网发达的今天，当您想客户宣传自己的产品时，最好的方式是拥有自己的网站，通过网络来传播和展示您的产品信息。产品展示系统，为客户详细介绍自己的产品，提供了一个功能强大的平台。 系统界面友好、功能强大、操作简便，用户可以方便迅速掌握系统的操作。 4人事管理系统（限最多3人选） 项目描述：人事档案完整资料、人事分类管理（员工户口状况、员工政治面貌、员工生理状况、员工婚姻状况、员工合同管理、员工投保情况、员工担保情况）、考勤管理、加班管理、出差管理、人事变动管理（新进员工登记、员工离职登记、人员变更记录）、员工培训管理（员工培训、员工学历）、考核奖惩、养老保险等几大模块。系统具有人事档案资料完备，打印灵活，多样、专业的报表设计，灵活的查询功能等特点。 主要技能：掌握项目的开发流程：需求分析、详细设计、测试等；熟悉VC的多文档的开发技能和技巧；利用ADO技术操作SQL Server数据库；掌握数据库的开发和操作技能。 5、即时通讯系统（限最多3人选） 项目描述：系统采用UDP协议，具有：收发在线和离线消息、添加/删除好友、服务器端存储好友列表、在客户端存储好友资料和聊天记录、添加/删除好友组、可以群发消息、收发文件等功能。 主要技能：掌握项目的开发流程：需求分析、详细设计、测试等；熟悉VC的网络通信的开发技能和技巧，包括：TCP和UDP协议、线程等；利用ADO技术操作SQL Server数据库； 6、推箱子（限最多3人选） 【规则】本游戏的目的就是把所有的箱子都推到目标位置上。箱子只能推动而不能拉动。一次只能推动一个箱子。 经典的推箱子是一个来自日本的古老游戏,目的是在训练你的逻辑思考能力。在一个狭小的仓库中,要求把木箱放到指定的位置,稍不小心就会出现箱子无法移动或者通道被堵住的情况,所以需要巧妙的利用有限的空间和通道~！ 7、贪吃蛇（限最多3人选） 【规则】： A 用键盘的方向键控制蛇的上下左右移动。 B 游戏分为三种难度，SLUG为慢速，每吃一朵花得1分；WORM 为中速，每吃一朵花得2分；PYTHON为快速，每吃一朵花得3分。 C 游戏目标：操纵屏幕上那条可爱的小蛇，在黑框中不停吃花，而每吃一朵
最优化课程设计--共轭梯度法算法分析与实现
最优化课程设计--共轭梯度法算法分析与实现(设计程序) 题目共轭梯度法算法分析与实现 班级 / 学号 14140101/2011041401011 学生姓名黄中武指导教师王吉波王微微 课程设计任务书 课程名称最优化方法课程设计院(系) 理学院专业信息与计算科学 课程设计题目共轭梯度法算法分析与实现课程设计时间: 2014 年 6月 16日至 2014 年 6月 27日 课程设计的要求及内容: [要求] 1. 学习态度要认真，要积极参与课程设计，锻炼独立思考能力; 2. 严格遵守上机时间安排; 3. 按照MATLAB编程训练的任务要求来编写程序; 4. 根据任务书来完成课程设计论文; 5. 报告书写格式要求按照沈阳航空航天大学“课程设计报告撰写规范”; 6. 报告上交时间:课程设计结束时上交报告; 7. 严禁抄袭行为，一旦发现，课程设计成绩为不及格。 一、运用共轭梯度法求解无约束最优化问题 要求:1)了解求解无约束最优化问题的共轭梯度法; 2)绘出程序流程图; 3)编写求解无约束最优化问题的共轭梯度法MATLAB程序; 4)利用编写文件求解某无约束最优化问题;
5)给出程序注释。 指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 沈阳航空航天大学 课程设计成绩评定单 课程名称最优化理论与算法课程设计院(系) 理学院专业信息与计算科学课程设计题目共轭梯度法算法分析与实现学号 2011041401011 姓名黄中武指导教师评语: 课程设计成绩 指导教师签字 年月日 最优化方法课程设计沈阳航空航天大学课程设计用纸目录 目录 一、正 文 (1) 二、总结 ............................................................... 8 参考文 献 ............................................................... 9 附录 .. (10) 第 I 页 最优化方法课程设计沈阳航空航天大学课程设计用纸正文 一、正文 一无约束最优化问题的共轭梯度法
《数据结构与算法分析》课程设计：顺序表、单链表、顺序栈、查找、排序算法
*******大学 《数据结构与算法分析》课程设计 题目：数据结构上机试题 学生姓名： 学号： 专业：信息管理与信息系统 班级： 指导教师： 2014年04月
目录 一、顺序表的操作 (2) 【插入操作原理】 (2) 【删除操作原理】 (2) 【NO.1代码】 (3) 【运行截图演示】 (7) 二、单链表的操作 (10) 【创建操作原理】 (10) 【插入操作原理】 (10) 【删除操作原理】 (10) 【NO.2代码】 (11) 【运行截图演示】 (20) 三、顺序栈的操作 (25) 【数值转换原理】 (25) 【NO.3代码】 (26) 【运行截图演示】 (30) 四、查找算法 (32) 【顺序查找原理】 (32) 【折半查找原理】 (32) 【NO.4代码】 (33) 【运行截图演示】 (38) 五、排序算法 (40) 【直接插入排序原理】 (40) 【快速排序原理】 (40) 【NO.5代码】 (41) 【运行截图演示】 (46)
一、顺序表的操作 （1）插入元素操作：将新元素x 插入到顺序表a 中第i 个位置； （2）删除元素操作：删除顺序表a 中第i 个元素。 【插入操作原理】 线性表的插入操作是指在线性表的第i-1个数据元素和第i 个数据元素之间插入一个新的数据元素，就是要是长度为n 的线性表： ()11,,,,,i i n a a a a -………… 变成长度为n+1的线性表： ()11,,,,,,i i n a a b a a -………… 数据元素1i a -和i a 之间的逻辑关系发生了变化。 （其【插入原理】在课本P23的算法2.3有解释） 【删除操作原理】 反之，线性表的删除操作是使长度为n 的线性表： ()111,,,,,,i i i n a a a a a -+………… 变成长度为n-1的线性表： ()111,,,,,i i n a a a a -+………… 数据元素1i a -、i a 和1i a +之间的逻辑关系发生变化，为了在存储结构上放映这个变化，同样需要移动元素。 （其【删除原理】在课本P24的算法2.4有解释）
数据结构课程设计报告Dijkstra算法求最短路径
中南大学 《数据结构》课程设计 题目第9题 Dijkstra算法求最短路径 学生姓名 XXXX 指导教师 XXXX 学院信息科学与工程学院 专业班级 XXXXXXX 完成时间 XXXXXXX
目录 第一章问题分析与任务定义---------------------------------------------------------------------3 1.1 课程设计题目-----------------------------------------------------------------------------3 1.2 原始数据的输入格式--------------------------------------------------------------------3 1.3 实现功能-----------------------------------------------------------------------------------3 1.4 测试用例-----------------------------------------------------------------------------------3 1.5 问题分析-----------------------------------------------------------------------------------3 第二章数据结构的选择和概要设计------------------------------------------------------------4 2.1 数据结构的选择--------------------------------------------------------------------------4 2.2 概要设计-----------------------------------------------------------------------------------4 第三章详细设计与编码-----------------------------------------------------------------------------6 3.1 框架的建立---------------------------------------------------------------------------------6 3.2 点结构体的定义---------------------------------------------------------------------------7 3.3 创立带权值有向图------------------------------------------------------------------------8 3.4 邻接矩阵的显示---------------------------------------------------------------------------9 3.5 递归函数的应用---------------------------------------------------------------------------10 3.6 Dijkstra算法实现最短路径--------------------------------------------------------------10 第四章上机调试------------------------------------------------------------------------------------11 4.1 记录调试过程中错误和问题的处理---------------------------------------------------11 4.2 算法的时间课空间性能分析------------------------------------------------------------11 4.3 算法的设计、调试经验和体会---------------------------------------------------------11 第五章测试结果-----------------------------------------------------------------------------------12 第六章学习心得体会-----------------------------------------------------------------------------12 第七章参考文献-----------------------------------------------------------------------------------12 附录------------------------------------------------------------------------------------------------------12
《HTML网页编程技术综合课程设计》教学实施方案
《HTML网页编程技术综合课程设计》教学实施方案
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《网页编程技术综合课程设计》教学方案 一、课程设计目标 通过该课程设计综合应用本学期所学的网页制作知识，全面建立对网站的认知，建立网站设计与网页制作的基本思想；学会网站功能规划、网站布局、网页制作、网页配色等的基本技巧，掌握网页制作与网站设计相关软件的使用方法；通过课程设计教学环节能够制作有一定实用性的网站；能解决一些实际应用问题并以此为基础进一步扩展到相关的学科上；通过本课程设计提高网页的审美意识；通过团队合作制作网站，培养团队协作精神，初步了解软件企业开发软件系统模式，为将来适应工作打开良好的基础。 二、设计要求 1．本课程设计分小组进行，各小组成员原则上2~4人，不得超过4人,由小组长协调分工,每个组员充分发挥团队协作精神。 2．自选主题，使用Dreamweaver网页设计与制作软件，设计并制作一个内容完整、结构规范合理的静态网站，要求选取内容健康，网站中出现一定数量的图像和多媒体。网站主题应大小适中、内容健康、具有时代气息；网站提供的信息应与网站主题相符合, 主题突出、内容丰富； 3.页面设计合理、美观，有创意，适用于各种显示器的分辨率和颜色。 4.每个页面都要求有导航条和页脚信息，需要将这些信息制作成库项目，然后根据需要将之插入到模板或其它页面中。各个页面都要有标题，而且布局要合理、美观、大方。布局网页时要尽量主流布局方法（必须使用Div、表格等），并要有一定复杂度。 5.页面中需要有文字、图像、多媒体、超链接等，要求达到图文并茂的效果。所使用的文字的大小、字体和颜色要认真处理，除非特殊需要，不能出现空链接，文字不能简单用截图代替；所需图像和多媒体素材尽量自己设计，如有下载，自己必须再作处理，不得直接使用现有商业网站标志。 6. 为了保证页面的设计效果更好地兼容各种浏览器以及便于改版，要求用独立的CSS文件设置页面内容格式。 7.为主页添加背景音乐。 8.需要使用一定量的JavaScript脚本，使网页具有一定的交互功能。每小组必须制作一个表单，表单输入内容需要使用正则表达式进行验证。
最优化方法课程设计
湖南****大学 课程设计 资料袋 理学院学院（系、部）2013-2014 学年第一学期课程名称最优化方法指导教师黄力职称讲师 学生姓名**** 专业班级数学与应用数学101班学号********** 学生姓名**** 专业班级数学与应用数学101班学号********* 学生姓名**** 专业班级数学与应用数学101班学号********* 题目最优化方法 成绩起止日期2013 年12 月16 日～2013 年12 月23 日 目录清单 序号材料名称资料数量备注 1 课程设计任务书 1 2 课程设计说明书 1 3 附件：课程设计主要模块实现代码 1 张4 5 6
湖南******大学 课程设计任务书 2013—2014 学年第1学期 理学院学院（系、部）数学与应用数学专业101 班课程名称：最优化方法 设计题目：求解各类最优化问题 完成期限：自2013 年12 月16 日至2013 年12月23 日共 1 周 任务及内容设计的任务：1、掌握Lingo和Matlab软件的相关知识； 2、熟练掌握相关Lingo和Matlab语句的编辑和运用； 3、运用所学最优化方法知识完成对各类最优化问题的求解。 内容包括：求解各类最优化问题，包括：铁板问题、配棉问题、连续投资问题、销售问题、整数规划模型。 进度安排 起止日期工作内容 2013.12.16~2013.12.17 查找资料并分析 2013.12.18~2013.12.20 列出不等式算法，实现相关算法并运算相关程序2013.12.21~2013.12.22 整理所解决的问题的相关资料 2013.12.23 完成课程设计报告 主要参考资料[1]蒋邵忠.线性规划与网络优化.杭州：浙江大学出版社，1992. [2]赵凤治，周继英.约束最优化计算方法.北京：科学出版社，1991. [3]施光燕，钱伟懿，庞丽萍.最优化方法.北京：高等教育出版社，2007.8 [4]林锉云，董加礼.多目标优化的方法和理论.长春：吉林教育出版社，1992. [5]张延华，许阳明.MATLAB使用指南.北京：科学技术文献出版社，1998. [6]施阳，李俊等.MATLAB语言工具箱——TOOLBOX实用指南.西安：西北工业大学出版社，1998. 指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日
排序算法课程设计
排序算法课程设计 专业 班级 学号 姓名 指导老师
一：课程设计的目的 1.掌握各种排序的基本思想 2.掌握各种排序的算法实现 3.掌握各种排序的算法优劣分析花费的时间计算 4.掌握各种排序算法所适用的不同场合。 二：课程设计的内容 （1）冒泡、直插、选择、快速、希尔、归并、堆排序算法进行比较； （2）待排序的元素的关键字为整数。其中的数据用伪随机产生程序产生（如10000个,1000个），再使用各种算法对其进行排序，记录其排序时间，再汇总比较；（3）将每次测试所用的时间，用条形图进行表示，以便比较各种排序的优劣。 三：课程设计的实现 （1）直接插入排序 #include while(j > -1 && temp.key <= a[j].key) { a[j+1] = a[j]; j--; } a[j+1] = temp; } } void main() { /*srand((unsigned)time(NULL));// 随机种子*/ /*time_t t; srand((unsigned)time(&t));*/ time_t t1,t2; srand((unsigned)GetCurrentTime()); datatype num[10000]; t1=GetCurrentTime(); for(int i=0;i<10000;i++) { num[i].key=rand(); } int n=10000; InsertSort(num,n); for(int j=0;j<10000;j++) cout< 题目1： 利用随机函数产生N个随机整数（20000以上），对这些数进行多种方法进行排序。 要求： 1)至少采用三种方法实现上述问题求解（提示，可采用的方法有插入排序、希尔排序、起泡排序、快速排序、选择排序、堆排序、归并排序）。并把排序后的结 果保存在不同的文件中。 2)统计每一种排序方法的性能（以上机运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。 代码如下： #include 所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。 最优化方法 题目：斐波那契法分析与实现 院系：信息与计算科学学院 专业：统计学 姓名学号：小熊熊 11071050137 指导教师：大胖胖 日期： 2014 年 01 月 10 日 摘要 科学的数学化是当代科学发展的一个主要趋势，最优化理论与算法是一个重要的数学分支，它所研究的问题是讨论在众多的方案中什么样的方案最优以及怎样找出最优方案. 一维搜索是指寻求一元函数在某个区间上的最优点的方法.这类方法不仅有实用价值，而且大量多维最优化方法都依赖于一系列的一维最优化.本文就斐波那契法的一维搜索进行了详细的分析，并且成功的用 MATLAB 实现了斐波那契法求解单峰函数的极小值问题. 斐波那契法的一维搜索过程是建立在一个被称为斐波那契数列的基础上进行的，斐波那契法成功地实现了单峰函数极值范围的缩减.从理论上来说，斐波那契法的精度比黄金分割法要高.但由于斐波那契法要事先知道计算函数值的次数，故相比之下，黄金分割法更为简单一点，它不需要事先知道计算次数，并且当n 7 时，黄金分割法的收敛速率与斐波那契法越来越接近.因此，在实际应用中，常常采用黄金分割法. 斐波那契法也是一种区间收缩算法，和黄金分割法不同的是：黄金分割法每次收缩只改变搜索区间的一个端点，即它是单向收缩法. 而斐波那契法同时改变搜索区间的两个端点，是一种双向收缩法. 关键字：一维搜索斐波那契法单峰函数黄金分割法MATLAB Abstract Mathematical sciences is a major trend in contemporary scientific development, optimization theory and algorithms is an important branch of mathematics, the problems it was discussed in numerous research programs in the best of what programs and how to find the optimal solution . One-dimensional search is the best method of seeking functions of one variable on the merits of a certain interval. Such methods not only have practical value, but also a large number of multi-dimensional optimization methods rely on a series of one-dimensional optimization article on Fibonacci the one-dimensional search method carried out a detailed analysis, and successful in MATLAB Fibonacci method for solving unimodal function minimization problem. Fibonacci method of one-dimensional search process is based on the Fibonacci sequence is called a Fibonacci conducted on, Fibonacci method successfully achieved a unimodal function extreme range reduction. Theory , Fibonacci method accuracy is higher than the golden section method, but the number of times due to the Fibonacci method to calculate function values to know in advance, so the contrast, the golden section method is more simply, it does not need to know in advance the number of calculations and at that time, the rate of convergence of golden section and the Fibonacci method getting closer, so in practical applications, often using the golden section method. Fibonacci method is also a range contraction algorithm, and the golden section method the difference is: golden section each contraction only one endpoint to change the search range that it is unidirectional shrinkage law Fibonacci search method while changing the two endpoints of the range, is a two-way contraction method. Key words: one-dimensional search Fibonacci method unimodal function Golden Section function MATLAB 课题：内部排序算法比较 第一章问题描述 排序是数据结构中重要的一个部分，也是在实际开发中易遇到的问题，所以研究各种排算法的时间消耗对于在实际应用当中很有必要通过分析实际结合算法的特性进行选择和使用哪种算法可以使实际问题得到更好更充分的解决！该系统通过对各种内部排序算法如直接插入排序，冒泡排序，简单选择排序，快速排序，希尔排序，堆排序、二路归并排序等，以关键码的比较次数和移动次数分析其特点，并进行比较，估算每种算法的时间消耗，从而比较各种算法的优劣和使用情况！排序表的数据是多种不同的情况，如随机产生数据、极端的数据如已是正序或逆序数据。比较的结果用一个直方图表示。 第二章系统分析 界面的设计如图所示： |******************************| |-------欢迎使用---------| |-----（1）随机取数-------| |-----（2）自行输入-------| |-----（0）退出使用-------| |******************************| 请选择操作方式： 如上图所示该系统的功能有： （1）：选择 1 时系统由客户输入要进行测试的元素个数由电脑随机选取数字进行各种排序结果得到准确的比较和移动次数并打印出结果。 （2）选择 2 时系统由客户自己输入要进行测试的元素进行各种排序结果得到准确的比较和移动次数并打印出结果。 （3）选择0 打印“谢谢使用！！”退出系统的使用！！ 第三章系统设计 （I）友好的人机界面设计：（如图3.1所示） |******************************| |-------欢迎使用---------| |-----（1）随机取数-------| |-----（2）自行输入-------| |-----（0）退出使用-------| |******************************| （3.1） （II）方便快捷的操作：用户只需要根据不同的需要在界面上输入系统提醒的操作形式直接进行相应的操作方式即可！如图（3.2所示） |******************************| |-------欢迎使用---------| |-----（1）随机取数-------| |-----（2）自行输入-------| |-----（0）退出使用-------| 《数据结构课程设计》最短路径问题实验报告 目录 一、概述 0 二、系统分析 0 三、概要设计 (1) 四、详细设计 (5) 4.1建立图的存储结构 (5) 4.2单源最短路径 (6) 4.3任意一对顶点之间的最短路径 (7) 五、运行与测试 (8) 参考文献 (11) 附录 (12) 交通咨询系统设计（最短路径问题）一、概述 在交通网络日益发达的今天，针对人们关心的各种问题，利用计算机建立一个交通咨询系统。在系统中采用图来构造各个城市之间的联系，图中顶点表示城市，边表示各个城市之间的交通关系，所带权值为两个城市间的耗费。这个交通咨询系统可以回答旅客提出的各种问题，例如：如何选择一条路径使得从A城到B城途中中转次数最少；如何选择一条路径使得从A城到B城里程最短；如何选择一条路径使得从A城到B城花费最低等等的一系列问题。 二、系统分析 设计一个交通咨询系统，能咨询从任何一个城市顶点到另一城市顶点之间的最短路径(里程)、最低花费或是最少时间等问题。对于不同的咨询要求，可输入城市间的路程、所需时间或是所需费用等信息。 针对最短路径问题，在本系统中采用图的相关知识，以解决在实际情况中的最短路径问题，本系统中包括了建立图的存储结构、单源最短问题、对任意一对顶点间最短路径问题三个问题，这对以上几个问题采用了迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法。并未本系统设置一人性化的系统提示菜单，方便使用者的使用。 三、概要设计 可以将该系统大致分为三个部分： ①建立交通网络图的存储结构； ②解决单源最短路径问题； ③实现两个城市顶点之间的最短路径问题。 迪杰斯特拉算法流图： 综合课程设计1 一、考核方法和内容 根据课程设计过程中学生的学生态度、题目完成情况、课程设计报告书的质量和回答问题的情况等按照10%、40%、30%、20%加权综合打分。成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。评分标准： 优秀：答辩所有问题都能答出+报告良好 或报告良好+实现“提高部分”的功能； 良好：答辩所有问题都能答出+报告一般； 或报告一般+实现“提高部分”的功能； 中等：答辩大部分问题能答出+报告良好； 及格：答辩大部分问题能答出+报告一般； 以下四种，都不及格： 1)答辩几乎答不出问题； 2)报告几乎都是代码； 3)雷同部分达到60%以上； 4)课设报告与数据结构和c/c++关联不大。 课设报告的装订顺序如下： 任务书（签名，把题目要求贴在相应位置，注意下划线）-----目录（注意目录的格式，页码）-----1、设计任务（题目要求）-----2、需求分析（准备选用什么数据逻辑结构？数据元素包含哪些属性？需要哪些函数？为什么要这样设计？最后列出抽象数据类型定义）-----3、系统设计（设计实现抽象数据类型，包含选择什么物理存储方式？数据元素的结构体或类定义，以及各函数的设计思路，算法，程序流程图等）----4、编码实现（重要函数的实现代码）-----5、调试分析（选择多组测试数据、运行截图、结果分析）-----6、课设总结（心得体会）-----7、谢辞-----8、参考文献； 课设报告打印要求： B5纸张打印，报告总页数控制在10—15页内，报告中不能全是代码，报告中代码总量控制在3页内。版式：无页眉，有页码，页码居中 字号：小四，单倍行距 字体：宋体+Times new Romar 截图：截图要配图的编号和图的题目，如：“图1 Insert函数流程图” 二、课程设计的具体内容 1.想要优，必须实现“提高部分”的功能，但，实现“提高部分”不代表一定优； 2.其他成绩，不用完成“提高部分”。 要求：全部采用数据结构课程中的内容实现，采用C或C++实现，逻辑结构只能选线性结构、树型结构、图型结构、集合结构中的一种，不能用数据库。 1、算术表达式求解 基本要求：给定一个算术表达式，通过程序求出最后的结果。 (1)从键盘输入要求解的算术表达式； (2)采用栈结构进行算术表达式的求解过程；数据结构课程设计之综合排序代码及使用方法
最优化方法课程设计-斐波那契法分析与实现-完整版(新)
数据结构课程设计(内部排序算法比较 C语言)
《数据结构课程设计》最短路径问题实验报告
综合课程设计1题目2016-2017.2