الگوریتمستان

برنامه‌نویسی، طراحی الگوریتم و حل مسئله‌های الگوریتمی

 
در صورت ناخوانا بودن نوشته‌ها، از مرورگر دیگری استفاده کنید.
نوشته‌ها با برچسب الگوریتم‌های برنامه‌نویسی پویا نوشته‌ها با برچسب الگوریتم‌های برنامه‌نویسی پویا - الگوریتمستان الگوریتمستان الگوریتمستان
نوشته‌ها با برچسب «

الگوریتم‌های برنامه‌نویسی پویا

»

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:

ادامه ...

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.

ادامه ...

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 ...

بسیاری از فرآیندهای طبیعی از جمله ترکیب ساختار بدن موجودات زنده نظم مشخصی دارند و از دنباله‌ی اعدادی تبعیت می‌کنند که امروزه با نام دنباله‌ی اعداد فیبوناچی (فیبوناتچی - Fibonacci) شناخته می‌شود. مشهورترین خاصیت این اعداد نسبت دو جمله‌ی متوالی آنها به ازای جملات بزرگ دنباله است که به عدد طلایی مشهور است.

این دنباله از جمله دنباله‌های عددی است که در طراحی سوالات مسابقات برنامه‌نویسی نیز استفاده می‌شود و گاهی در حل سوالات کاربرد دارد. از این رو آشنایی با روش‌های مختلف تولید جملات آن حائز اهمیت است.

تعریف: دنباله‌ی اعداد فیبوناچی روی اعداد حسابی به صورت زیر تعریف می‌شود:

ادامه ...

الگوریتم فلوید-وارشال (Floyd-Warshall) یک الگوریتم مبتنی بر روش برنامه‌نویسی پویا برای محاسبه‌ی کوتاهترین مسیر بین هر دو جفت گره گراف‌های وزن‌دار است. دو الگوریتم رایج دایکسترا و بلمن-فورد روش‌های محاسبه‌ی کوتاهترین مسیر از مبدأ ثابت هستند که در صورت تکرار آنها به ازای هر گره عملکردی همانند الگوریتم فلوید-وارشال دارند. اما این الگوریتم ویژگی‌هایی دارد که آن را برجسته می‌کند:

ادامه ...

دنباله‌ی اعداد کاتالان (Catalan Numbers) یکی از دنباله‌های عددی مشهور ریاضیات است که برای عدد نامنفی n به صورت $C_n$ نمایش داده می‌شود.

  

$C_n:\qquad 1,\;1,\;2,\;5,\;14,\;42,\;132,\;429,\;1430,\;4862,\;16796,\;\cdots$

  

این دنباله کاربردهای بسیاری در مسائل شمارشی دارد. از جمله:

1- تعداد درخت‌های دودویی با n رأس داخلی برابر $C_n$ است:

ادامه ...

تعریف ترکیب (Combination)

تعداد حالت‌های انتخاب r (عدد صحیح و نامنفی) شیء از n (عدد صحیح و بزرگتر یا مساوی r) شیء را که ترتیب انتخاب اهمیت نداشته باشد، انتخاب r از n یا ترکیب r روی n گویند و به یکی از صورت‌های زیر نمایش می‌دهند:

  

\[C(n,r) = C_r^n= \begin{pmatrix} n \\ r \end{pmatrix} \]

این عدد به ضریب دوجمله‌ای نیز مشهور است که یکی از محل‌های استفاده‌ی آن است.

ادامه ...

مسئله‌ی ضرب زنجیره‌ای ماتریس‌ها و پرانتزبندی بهینه‌ی آن یکی از مثال‌های مشهور کاربرد برنامه‌نویسی پویا در حل مسائل بهینه‌سازی است.

فرض کنید قصد داریم حاصلضرب عبارت ماتریسی $ A_{3 \times 7} \times B_{7 \times 8 } \times C_{8 \times 4} $ را محاسبه کنیم. می‌دانیم که ضرب ماتریس‌ها خاصیت شرکت‌پذیری داشته، اما خاصیت جابجایی ندارد. بنابراین رعایت ترتیب ضرب آنها مهم است. پرانتزبندی‌های مختلف ضرب ماتریس‌ها حالت‌های مختلف محاسبه آن را به ما می‌دهند:

  

\[1: A \times (B \times C) \]

ادامه ...

یکی از روش‌های پرکاربرد و مشهور طراحی الگوریتم روش برنامه‌نویسی پویا (یا برنامه‌ریزی پویا، برنامه‌سازی پویا - Dynamic Programming) است. این روش همچون روش تقسیم و حل (Divide and Conquer) بر پایه‌ی تقسیم مسئله بر زیرمسئله‌ها کار می‌کند. اما تفاوت‌های چشم‌گیری با آن دارد.

زمانی که یک مسئله به دو یا چند زیرمسئله تقسیم می‌شود، دو حالت ممکن است پیش بیاید:

1- داده‌های زیرمسئله‌ها هیچ اشتراکی با هم نداشته و کاملا مستقل از هم هستند. نمونه‌ی چنین مواردی مرتب‌سازی آرایه‌ها با روش ادغام یا روش سریع است که داده‌ها به دو قسمت تقسیم شده و به صورت مجزا مرتب می‌شوند. در این حالت داده‌های یکی از بخش‌ها هیچ ارتباطی با داده‌های بخش دیگر نداشته و در نتیجه حاصل از آن بخش اثری ندارند. معمولا روش تقسیم و حل برای چنین مسائلی کارآیی خوبی دارد.

ادامه ...

الگوریتمستان در تلگرام

   

 

پیوند کوتاه:
برچسب‌ها
#الگوریتم #کتاب الکترونیکی #آموزش طراحی الگوریتم #سوالات مسابقات برنامه‌نویسی بیان #مسابقات برنامه‌نویسی ACM #درخت‌ها #نمونه سوال فارسی مسابقات برنامه‌نویسی #ترجمه‌ی فارسی سوالات ACM #الگوریتم‌های حریصانه #ماتریس #الگوریتم‌های بازگشتی #مسابقه برنامه نویسی #کتاب الگوریتم #آموزش الگوریتم #ترجمه‌ی فارسی سوالات برنامه‌نویسی #ترجمه‌ی فارسی سوالات UVa Online Judge #الگوریتم دایکسترا #مسئله‌های الگوریتمی #آموزش ساختمان داده‌ها #تمرین المپیاد کامپیوتر #الگوریتم‌های مرتب‌سازی #سوالات چالشی برنامه‌نویسی #جستجوی اول سطح #الگوریتم‌های گراف #نکات برنامه‌نویسی #سوالات UVa Online Judge #گراف #نمونه سوال فارسی مسابقه‌ی ACM #حل سوالات Timus Online Judge #مسئله‌ی کوله‌پشتی #حل سوالات ACM-ICPC #صف #تمرین طراحی الگوریتم #آمادگی مسابقه ACM #مسأله‌های الگوریتمی #الگوریتم‌های عقبگرد #تکنیک‌های طراحی الگوریتم #تمرین مسابقه‌ی برنامه‌نویسی ای‌سی‌ام #مسابقات برنامه‌نویسی #مسأله‌های برنامه‌نویسی #دانلود کتاب #محاسبات ریاضی #الگوریتم‌های کوتاهترین مسیر #ساختمان داده #الگوریتم‌های مسیریابی #نمونه سوال فارسی مسابقات ACM #مسابقه برنامه‌نویسی #نمونه سوالات مسابقه برنامه‌نویسی #ترجمه فارسی سوالات کتاب Programming Challenges #برنامه‌نویسی #الگوریتم‌های تقسیم و غلبه #آمادگی المپیاد کامپیوتر #الگوریتم فلوید-وارشال #آموزش برنامه‌نویسی ++C #سوالات مسابقات ACM-ICPC #برنامه‌نویسی ++C #معرفی وب‌سایت #کتابخانه قالب استاندارد ++C #درخت پوشا #حل سوالات UVa Online Judge #پیمایش گراف #سوالات برنامه‌نویسی #آمادگی مسابقه برنامه‌نویسی #منبع آموزشی #جستجوی اول عمق #الگوریتم‌های برنامه‌نویسی پویا #وبلاگ #حل مسئله‌‌ی الگوریتمی #تمرین مسابقه برنامه‌نویسی #مسئله‌های برنامه‌نویسی #حل سوالات مسابقات برنامه‌نویسی #نمونه سوال مسابقه ACM #کتاب مسابقات برنامه‌نویسی #ویدئوی آموزشی