الگوریتمستان

نوشته‌های یک علاقه‌مند به حوزه‌های برنامه‌نویسی، الگوریتم، حل مسئله و ریاضیات دوست داشتنی

 
در صورت ناخوانا بودن نوشته‌ها، از مرورگر دیگری استفاده کنید.
نوشته‌ها با برچسب حل مسئله‌‌ی الگوریتمی نوشته‌ها با برچسب حل مسئله‌‌ی الگوریتمی - الگوریتمستان الگوریتمستان الگوریتمستان
نوشته‌ها با برچسب «

حل مسئله‌‌ی الگوریتمی

»
✤   مسئله‌ی Column Addition

مسئله

رابطه‌ی جمع زدن دو عدد را در نظر بگیرید:

مسئله‌ی Column Addition

این عملیات در پس‌زمینه انجام می‌گیرد که کنترل آن خارج از اختیار ما است و خروجی آن لزوما نشانگر جمع صحیح نیست. اما می‌توانیم هر تعداد ستون دلخواه از آن را حذف کنیم تا به جمع درستی برسیم. به عنوان نمونه، در مثال زیر می‌توانیم با حذف ستون‌های دوم و چهارم به جمع درستی برسیم:

مسئله‌ی Column Addition

ادامه ...
✤   مسئله‌ی آتش‌سوزی در برره

مسئله

برخی از نقاط روستای برره در حمله‌ی دشمن فرضی آتش گرفته‌اند! این آتش رفته رفته گسترش پیدا کرده و به نقاط دیگر نیز سرایت می‌کند. خرزو خان که تنها بازمانده‌ی روستا در نبرد با دشمن فرضی است، تلاش می‌کند خود را برای نجات به تنها هلیکوپتر روستا برساند.

روستا را به صورت شبکه‌ای با ابعاد $ n \times m $ در نظر بگیرد که برخی خانه‌های آن در آغاز آتش گرفته‌اند و اگر خانه‌ای در زمان $x$ آتش گرفته باشد، هشت خانه‌ی مجاور آن در زمان $ x + k$ آتش خواهند گرفت و هرگز خاموش نمی‌شوند. حال اگر خرزو خان در نقطه‌ی $s$ شبکه باشد، می‌تواند در هر ثانیه به یکی از چهار خانه‌ی مجاور بالا، پایین، راست یا چپ خود برود و تلاش کند به نقطه‌ی $t$ که هلیکوپتر در آن قرار دارد برسد.

ادامه ...
✤   مسئله‌ی Turn the Lights Off

مسئله

صفحه‌ای مشبک با ابعاد 10 در 10 وجود دارد که هر خانه شامل یک لامپ و یک کلید برای روشن یا خاموش کردن لامپ است. اما این کلیدها رفتار عادی ندارند و فشار دادن هر کدام، نه تنها لامپ همان خانه که لامپ خانه‌های بالا، پایین، راست و چپ آن خانه را - در صورت وجود - تغییر وضعیت می‌دهد.

به عنوان نمونه به مثال‌های زیر توجه کنید که بخشی از شبکه است و کلید وسط فشار داده می‌شود. در این مثال‌ها منظور از O روشن بودن لامپ و #‌ خاموش بودن آن است و کلید وسط فشار داده می‌شود.

  

مسئله‌ی Turn the Lights Off

ادامه ...
✤   مسئله‌ی What Base Is This

می‌دانیم که جایگاه رقم در یک عدد، وزن آن را در مقدار عدد مشخص می‌کند. برای مثال، عدد 362 در مبنای 10 از رقم 2‌ با وزن $10^0$، رقم 6 با وزن $10^1$ و رقم 3 با وزن $10^2$ به صورت $ 3 \times 10 ^ 2 + 6 \times 10 ^ 1 + 2 \times 10 ^ 0 $ یا $ 300 + 60 + 2 $ تشکیل شده است. چنین ساختاری برای نمایش اعداد در سایر مبناها نیز وجود دارد.

اگرچه عموم مردم تصور می‌کنند اعداد مورد استفاده‌ی آنها تنها در مبنای 10 تعریف شده‌اند، اما ما می‌دانیم که نمایش در سایر مبناها نیز امکانپذیر است. مثلا عدد 362 نمایش متفاوتی در مبناهای 9 یا 14 دارد.

ادامه ...
✤   سوال Free Ticket

سوال Free Ticket مشخصات ارتباطی چند شهر را به عنوان ورودی داده و مقدار هزینه‌ای را می‌خواهد که در بدترین حالت برای سفر بین دو شهر نیاز است. پس اول باید کمترین هزینه‌ی سفر بین هر دو شهر ورودی را حساب و سپس بیشترین مقدار بین این کمترین‌ها را به عنوان خروجی چاپ کنیم.

برای حل سوال می‌توان از هر الگوریتم مسیریابی کمینه استفاده کرد. اما الگوریتم فلوید-وارشال کارایی بهتری دارد. چون در عین ساده‌گی پیاده‌سازی، ماتریس نهایی کمترین هزینه برای سفر بین هر دو شهر دلخواه را شامل می‌شود و کافی‌ست بیشترین مقدار در آن ماتریس را به عنوان خروجی چاپ کنیم.

ادامه ...
✤   مسئله‌ی انتخابات

مسئله

جناب خان که با کسب و کار لبوی خود میلیاردر شده است، می‌خواهد رئیس جمهور شود! در کشور او که از چندین ایالت تشکیل شده است، از روشی با عنوان هیئت انتخاب (یا هیئت الکترال) برای انتخاب رئیس جمهور استفاده می‌شود. در چنین ساختاری شمارش رأی در هر ایالت به صورت مستقل انجام می‌شود و هر ایالت متناسب با جمعیت خود تعدادی نماینده در هیئت انتخاب کنندگان رئیس جمهور دارد. تمام نمایندگان یک ایالت در نهایت به نامزدی رأی می‌دهند که در آن ایالت اکثریت آرا را کسب کرده باشد. اگر نامزدها رأی برابر داشته باشند، هر ایالت قوانین خاص خود برای انتخاب نهایی را دارد. در نهایت رئیس جمهور کسی است که بیش از نصف مجموع رأی‌های هیئت انتخاب را از آن خود کند.

با در اختیار داشتن احتمال پیروزی جناب خان در هر ایالت، احتمال پیروزی وی در انتخابات را محاسبه کنید.

ادامه ...
✤   مسئله‌ی اعداد اردوش

مسئله

پل اردوش (اردیش - Paul Erdős) ریاضیدان مشهور و برجسته‌ی قرن بیستم است که تا پایان عمر خود تلاش گسترده‌ای برای انتشار مقالات علمی داشت و همکاری با وی در انتشار مقاله یک افتخار بزرگ برای هر ریاضیدان محسوب می‌گردد.

با توجه به آنکه همکاری با ایشان برای هر کس ممکن نبود، تلاش می‌کردند با نفراتی در انتشار مقاله‌ی علمی همکاری کنند که با این دانشمند بزرگ مقاله داشتند. این رویکرد باعث پدید آمدن عدد اردوش (Erdős number) یا فاصله‌ی همکاری اردوش شد؛ یعنی برای نویسندگانی که به صورت مستقیم با ایشان همکاری داشتند عدد 1 و برای کسانی که با این نفرات مقاله داشتند عدد 2 نسبت داده شد و ارتباطات دورتر نیز به همین ترتیب با اعداد طبیعی بعدی مشخص شدند.

ادامه ...
✤   مسئله‌ی بشکه‌های آب

مسئله

$n$ بشکه‌ی آب با تعدادی لوله به هم وصل شده‌اند. هر بشکه استوانه‌ای عمودی با سطح مقطع یک متر مربع و ارتفاع نامحدود است که با عدد یکتا بین 1 تا $n$ شماره‌گذاری شده است. $i$-امین لوله بشکه‌ی $ x_i $ و $y_i$ را به هم متصل می‌کند. یک سر این لوله در ارتفاع $h_i$ متر به بشکه‌ی $ x_i $ متصل است و سر دیگر آن در همان ارتفاع به بشکه‌ی $y_i$ متصل است. در زمان صفر بشکه‌ها خالی هستند و یک جریان آب به صورت پیوسته با سرعت یک متر مکعب بر ساعت در بشکه‌ی شماره‌ی یک می‌ریزد. اگر آب بشکه‌ای به ارتفاع لوله‌ای برسد، آب در لوله جریان پیدا می‌کند و می‌تواند وارد بشکه‌ی دیگر شود. فرض کنید قطر لوله‌ها ناچیز است و سرعت آب در لوله‌ها بسیار زیاد است.

ادامه ...
✤   مسئله‌ی آسانسورها

مسئله

ساختمان جدید دپارتمان مهندسی کامپیوتر تنها شامل آسانسور بوده و پله ندارد. برای دسترسی سریع و مناسب به اتاق‌ها و کلاس‌های طبقات مختلف، آسانسورها به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که تنها در طبقات مشخصی توقف داشته باشند؛ مثلا تعدادی تنها در طبقات زوج و تعدادی دیگر تنها در طبقات فرد. دکمه‌های داخل آسانسور و کنار ورودی آسانسور نیز تنها برای همین طبقات از پیش مشخص شده فعال هستند. این ایده دسترسی سریع و مناسب به طبقات ساختمان را برای برخی افراد فراهم می‌کند. به عنوان نمونه اعضای هیئت علمی دسترسی مستقیم به طبقات اتاق‌های خود دارند. اما در حالت کلی باعث سردرگمی می‌شود. اگر شخصی بخواهد از طبقه‌ای به طبقه‌ی دیگری برود، ممکن است هیچ آسانسوری در هر دوی آنها توقف نداشته باشد و شخص مجبور به تعویض آسانسور گردد. در چنین شرایطی این سوال پیش می‌آید که کدام آسانسور (یا آسانسورها) باید انتخاب شوند و کدام انتخاب‌ها شخص را در زمان کمتری به مقصد می‌رساند. اگر مسیر حرکت شخص از طبقه‌ی i به طبقه‌ی j به صورت $ i = f_1 \rightarrow f_2 \rightarrow f_3 \rightarrow \cdots \rightarrow f_k = j $ نمایش داده شود، عبارت $ \sum_{r=1}^{k-1} \vert f_i - f_{i+1} \vert $ زمان لازم برای رسیدن به مقصد از طریق آن مسیر است. برنامه‌ای بنویسید که افراد را در استفاده‌ی بهتر (در زمان کمتر) از آسانسورها یاری کند.

ادامه ...
✤   مسئله‌ی دوستان خوب

مسئله

دو دوست در زمین نامحدودی متشکل از حصارهای دایره‌ای شکل هم‌اندازه با ساختار زیر قرار دارند:

  

مسئله‌ی دوستان خوب

  

یکی از دوستان قصد دارد با حرکت در این ساختار نزد دوست دیگر خود برود. حرکت در این ساختار در هر گام شامل جابجایی به یکی از دایره‌های مجاور است. دو دایره مجاور هستند اگر در یک نقطه مشترک باشند.

با توجه به موقعیت دو دوست در این ساختار، هدف یافتن حداقل گام‌های مورد نیاز برای رسیدن دو دوست به یک خانه است. توجه داشته باشید که محل اولیه‌ی دو دوست لزوما متمایز نبوده و در کل مراحل یک دوست در محل خود ثابت مانده و دوست دیگر حرکت می‌کند.

ادامه ...
✤   مسئله‌ی حداکثر مجموع

مسئله

ماتریس مربعی با ابعاد $N$ در $N$ و درایه‌هایی از اعداد صحیح موجود است. منظور از زیرماتریس بیشینه، زیرماتریسی از ماتریس مفروض است که مجموع عناصر آن بزرگتر یا مساوی مجموع عناصر هر زیرماتریس دیگر آن است.

به عنوان مثال، برای ماتریس زیر:

  

\[ \begin{matrix} 0 & -2 & -7 & 0 \\ 9 & 2 & -6 & 2 \\ -4 & 1 & -4 & 1 \\ -1 & 8 & 0 & -2 \end{matrix} \]

  

زیرماتریس بیشینه به این ترتیب خواهد بود:

  

\[ \begin{matrix} 9 & 2 \\ -4 & 1 \\ -1 & 8 \end{matrix} \]

ادامه ...
✤   معمای هشت وزیر

معمای هشت وزیر از جمله مسائل کلاسیک مباحث طراحی الگوریتم است که در حالت کلی‌تر با عنوان معمای n وزیر یا معمای چند وزیر مطرح می‌شود.

  

برای افرادی که با بازی شطرنج آشنایی ندارند

وزیر مهره‌ای از مهره‌های بازی شطرنج است که می‌تواند در تمامی هشت جهت به هر تعداد خانه - تا زمانی که مهره‌ای مانع نباشد - حرکت کند. اگر در این مسیرها مهره‌ای از حریف قرار گرفته باشد، آن مهره در معرض خطر حمله توسط وزیر قرار دارد؛ یا به اصطلاح وزیر آن مهره را تهدید می‌کند.

  

معمای هشت وزیر

  

معمای n وزیر

هدف از مسئله‌ی هشت وزیر، چیدن 8 مهره‌ی وزیر روی یک صفحه‌ی شطرنج خالی است، به قسمی که هیچ مهره‌ای مهره‌های دیگر را تهدید نکند. به عبارت دیگر، 8 وزیر باید به نحوی چیده شوند که هیچ‌کدام در بک سطر، بک ستون یا بک قطر قرار نداشته باشند. یک جواب مسئله می‌تواند به صورت زیر باشد:

ادامه ...
✤   مسئله‌ی Simple Addition

مسئله

تابع بازگشتی (F(n با تعریف زیر مفروض است:

  

\[ F(n)= \left\{\begin{matrix} n \% 10 & & & if \; (n\%10) > 0\\ 0 & & & if \; n = 0 \\ F(n/10) & & & Otherwise \end{matrix}\right. \]

  

تابع (S(p, q به این صورت تعریف شده است:

  

\[ S(p,q)=\sum_{i=p}^{q} F(i) \]

  

مقدار (S(p, q را به ازای مقادیر ورودی p و q محاسبه کنید.

ادامه ...
✤   مسئله‌ی مربی ناامید

مسئله

یکی از تیم‌های لیگ برتر فوتبال (جام خلیج فارس) امسال نتایج خیلی بدی گرفته است. هیئت مدیره‌ی باشگاه برای اخراج مربی تحت فشار هستند. اما این مربی از سوی طرفداران تیم به عنوان یک قهرمان محبوب حمایت می‌شود. به همین دلیل تصمیم می‌گیرند یک فرصت دیگر به مربی بدهند. سخنگوی باشگاه به رسانه‌ها اعلام می‌کند که هیئت مدیره‌ی باشگاه تنها زمانی از مربی حمایت می‌کنند که بتواند در 5 بازی آینده 11 امتیاز برای تیمشان کسب کند. مربی می‌خواهد بداند چقدر احتمال دارد به این موفقیت دست پیدا کند و از شما کمک می‌خواهد.فرض کنید احتمال کسب برد، باخت و تساوی در مسابقه‌های بعدی از روی مسابقات انجام شده تا به حال به دست می‌آید. به عنوان مثال اگر این تیم از 10 بازی انجام داده‌ی قبلی 3 برد داشته باشد، احتمال برد در آینده 30% خواهد بود.

ادامه ...
✤   مسئله‌ی کاشیکاری

یکی از مسائل جالب طراحی الگوریتم مسئله‌ی کاشیکاری یا فرش کردن زمین با موزاییک‌ است.

فرض کنید قطعه زمین مربعی شکل با ابعادی از توان عدد دو داریم. مثلا با ابعاد 16 متر:

  

مسئله‌ی کاشیکاری

  

هدف فرش کردن این قطعه زمین با استفاده از موزاییک‌هایی با شکل‌های زیر است:

  

مسئله‌ی کاشیکاری

  

ادامه ...
کمی آمار
  • عمر سایت:  ۴۵۷۱ روز
  • تعداد امتیاز ثبت شده:  ۳۲۷۵ امتیاز
  • میانگین امتیازها:  ۴.۲۵ از ۵.۰۰
  • بازدید امروز:  ۳۳۰ بازدید
  • بازدید ۲۴ ساعت گذشته:  ۱۰۹۹ بازدید
  • بازدید ۷ روز گذشته:  ۸۴۲۷ بازدید
  • بازدید ۳۰ روز گذشته:  ۳۷۵۴۷ بازدید
  • بازدید ۱ سال گذشته: ۴۲۲۰۸۹ بازدید
  • کل بازدیدها: ۴۸۱۴۵۳۱ بازدید
برچسب‌ها
#آمادگی مسابقه برنامه‌نویسی  #آموزش الگوریتم  #مسئله‌های الگوریتمی  #برنامه‌نویسی ++C  #الگوریتم  #نمونه سوالات مسابقه برنامه‌نویسی  #حل مسئله‌‌ی الگوریتمی  #برنامه‌نویسی  #منبع آموزشی  #حل سوالات مسابقات برنامه‌نویسی  #الگوریتم‌های تقسیم و غلبه  #نمونه سوال مسابقه ACM  #الگوریتم‌های برنامه‌نویسی پویا  #الگوریتم‌های بازگشتی  #کتاب الکترونیکی  #آموزش ساختمان داده‌ها  #تکنیک‌های طراحی الگوریتم  #محاسبات ریاضی  #گراف  #دانلود کتاب  #حل سوالات ACM-ICPC  #الگوریتم‌های مرتب‌سازی  #سوالات مسابقات ACM-ICPC  #Python  #پیمایش گراف  #ساختمان داده  #کتاب مسابقات برنامه‌نویسی  #الگوریتم‌های گراف  #حل سوالات UVa Online Judge  #الگوریتم‌های مسیریابی  #الگوریتم‌های حریصانه  #درخت‌ها  #سوالات UVa Online Judge  #جستجوی اول سطح  #ماتریس  #الگوریتم‌های کوتاهترین مسیر  #درخت پوشا  #الگوریتم دایکسترا  #ویدئوی آموزشی  #معرفی وب‌سایت  #الگوریتم فلوید-وارشال  #مسئله‌ی کوله‌پشتی  #جستجوی اول عمق  #کتابخانه قالب استاندارد ++C  #صف  #سوالات مسابقات برنامه‌نویسی بیان  #الگوریتم‌های عقبگرد  #حل سوالات Timus Online Judge