【計劃執行報告】Day3 04-02 C++排序之旅

Day3 04-02 C++排序之旅

這是我：計劃執行的第3天

今天運行較平穩(除了11：00-12：00沒進行記錄外)。綜合執行的情況，計劃中存在的問題以及調整：①競賽訓練時間從40min增長爲60min，題量基本定爲1題，確保解決時間充足；②適當減少了部分時間段中的任務量，確保能完成；③確定了每日時間管理的循環點爲23：30左右； ④計劃中暫未留給專業課複習的時間(預計第8週週五後會開始考慮)； ⑤沒有考慮鍛鍊時間； ⑥考慮到寫計劃執行報告的目的是用於記錄而不是展示知識細節，因此應該更精煉。故在此不再貼出某個較大topic的詳細知識(有關內容可能會專門地寫一篇blog)； ⑦計劃的遊戲性(獎勵機制)暫未考慮。

近期計劃(03-31-04-12）

1.準備4月10日的機器學習最終報告——《暢想無監督學習》；查找文獻與知識補充：《機器學習——算法視角》、數學知識
2.完成專業課的作業(流體機械能轉化、生物質能，新能源熱利用可以往後稍稍)；
3.備戰藍橋杯，爲此：①每天1h左右的刷題或者典型題攻克；②知識補充：《程序員的面試筆記：C/C++、算法、數據結構篇》

今日計劃表

實際時間分配

今日執行情況良好，目標基本實現(昨天睡得較晚，因此休息時間沒達到目標)

圖1 時間分配

圖2 目標達成情況

今日學習總結與反思

1.機器學習PCA視頻回顧

主成分分析(Principal Component Analysis)
1.兩個視角，本質相同：
①最大化數據投影的方差——儘可能全地保留數據的信息(已經推導)；


②最小化原數據與投影數據間距離——儘可能減小數據信息損失（暫未能理解推導）

奇妙之處：兩種視角下非凸問題的全局極優解都能找到
涉及概念：
①矩陣的秩
②拉格朗日乘數法可以參考鏈接：https://blog.csdn.net/THmen/article/details/87366904

2.《程序員的面試筆記》五大排序算法實戰收穫

①直接插入排序 ②冒泡排序 ③簡單選擇排序 ④希爾排序 ⑤快速排序
①③④實現較快，②因爲是第一個寫的，且關於循環的界限有點混，因此花的時間比前三個多，⑤耗時最多
快排實現遇到的主要難題與收穫

• 基準元素的選擇——首元素、中間元素、末元素的三者取中後的操作(不要忘了將中值的元素與首元素交換)
• 遞歸的參數選擇與實現
• 兩種swap()寫法的區別：
  • 方法1：第三元素tmp實現交換(常規，除了多用了一個變量外沒啥)
  • 方法2：利用異或運算實現，該方法使用時要避免swap(x,x)這種情況，如果這樣那麼不論x變換前爲何值，最終都會變爲0
    void swap(elemType& a,elemType& b){a^=b^=a^=b;}

實現代碼：

#include<iostream>
#include<string>
#include<ctime>
#define loop(i,x,y) for(i=x;i<y;i++)
#define printArr(a,n) for(int i=0;i<n;i++) cout<<a[i]<<" "
using namespace std;
typedef int elem;
enum Order{
	Up,Down
};
void swap(elem&,elem&);
void bubbleSort(elem*,int,Order);
void insertSort(elem*,int,Order);
void selectSort(elem*,int,Order);
void shellSort(elem*,int,Order);

void quickSortArr(elem*,int,int,Order);
void quickSort(elem*,int,Order);


int main(){
	
	//提高效率 
	ios::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0);
	cout.tie(0);
	int n,i=5,j=6;
	cin>>n;
	elem* a=new elem[n];
	loop(i,0,n)
		cin>>a[i];
	cout<<"order:";
	int order; // 0 - up  1 -down
	cin>>order;
	Order ord=(Order)order;
	
	cout<<"before:";
	printArr(a,n);
	cout<<endl<<"after:";
	//bubbleSort(a,n,ord); 
	//insertSort(a,n,ord);
	//selectSort(a,n,ord);
	//shellSort(a,n,ord);
	quickSort(a,n,ord);
	printArr(a,n); 
	delete[] a;
	return 0;
}

void swap(elem& a,elem& b){
	a^=b^=a^=b; //慎用！不能發生swap(x,x);否則全變爲0 

}

void bubbleSort(elem* array,int size,Order order){
	int flag=1;
	//up
	if(order==Up){
		for(int i=0;i<size-1&&flag;i++){
			flag=0;
			for(int j=0;j<size-i-1;j++){
				if(array[j+1]<array[j]){ //判斷中的超維沒有問題 
					swap(array[j+1],array[j]); //這裏如果超維就會崩潰 
					flag=1;
				}
			}
		}
	}
	else{
		for(int i=0;i<size-1&&flag;i++){
			flag=0;
			for(int j=0;j<size-i-1;j++){
				if(array[j+1]>array[j]){ //判斷中的超維沒有問題 
					swap(array[j+1],array[j]); //這裏如果超維就會崩潰 
					flag=1;
				}
			}
		}
	}
}

void insertSort(elem* array,int size,Order order){
	if(order==Up){//從小到大，每次把較小的往前送 
		/*
		for(int i=1;i<size;i++){
			int index=i-1,flag=0;
			while(index>=0&&array[index]>array[i]){
				index--;flag=1; 
			}					
			if(flag){			
				int tmp=array[i];
				for(int j=i;j>index+1;j--)
					array[j]=array[j-1];
				array[index+1]=tmp;	
			}
		}
		*/
		for(int i=1;i<size;i++){
			int tmp=array[i];
			int j=i-1;
			while(j>=0&&tmp<array[j]){
				array[j+1]=array[j--];
			}
			array[j+1]=tmp;
		} 
	}
	else{
		for(int i=1;i<size;i++){//從大到小 
			int index=i-1,flag=0;
			while(index>=0&&array[index]<array[i]){
				index--;flag=1; 
			}					
			if(flag){			
				int tmp=array[i];
				for(int j=i;j>index+1;j--)
					array[j]=array[j-1];
				array[index+1]=tmp;	
			}
		}
	}	
}

void selectSort(elem* array,int size,Order order){
	if(order==Up){
		for(int i=0;i<size-1;i++){
			int tmp=i;
			for(int j=i+1;j<size;j++){
				if(array[j]<array[tmp])
					tmp=j;
			}
			if(tmp!=i) 
				swap(array[i],array[tmp]);
		}
	}
	else{
		for(int i=0;i<size-1;i++){
			int tmp=i;
			for(int j=i+1;j<size;j++){
				if(array[j]>array[tmp])
					tmp=j;
			}
			if(tmp!=i) 
				swap(array[i],array[tmp]);
		}
	}
}

void shellSort(elem* array,int size,Order order){
	int gap=size;
	if(order==Up)
		while(gap/2){
			gap/=2;
			int flag;
			do{
				flag=0;
				for(int i=0;i<size-gap;i++)
					if(array[i]>array[i+gap])
						swap(array[i],array[i+gap]),flag=1;	
			}while(flag!=0);
		}
	else
		while(gap/2){
			gap/=2;
			int flag;
			do{
				flag=0;
				for(int i=0;i<size-gap;i++)
					if(array[i]<array[i+gap])
						swap(array[i],array[i+gap]),flag=1;	
			}while(flag!=0);
		}
		
}


void quickSortArr(elem* array,int s,int t,Order order){
	if(t<=s)  
		return;
		
	//三者取中 
	int tar=s,mid=(s+t)/2;
	if(array[tar]>=array[t]&&array[t]>=array[mid]||
	array[tar]<=array[t]&&array[t]<=array[mid]){
		tar=t;
	}
	else if(array[tar]>=array[mid]&&array[mid]>=array[t]||
	array[tar]<=array[mid]&&array[mid]<=array[t]){
		tar=mid;
	}
	if(s!=tar){
		swap(array[s],array[tar]);
		tar=s;//把中間元素放在第一個 
	}
	
	if(order==Up){
		int low,high;
		low=s,high=t+1;
		while(1){
			//找出第一對位置不對的元素位置 
			do low++;
				while(array[low]<=array[tar]&&low!=t);
			do high--;
				while(array[high]>=array[tar]&&high!=s);
			if(low<high)
				swap(array[low],array[high]);
			else
				break;
		}
		if(high!=s) //如果是異或運算交換值，則必須保證不是同一個變量 
			swap(array[high],array[s]);
		quickSortArr(array,s,high-1,order);	
		quickSortArr(array,high+1,t,order);		
	}
	else{
		int low=s,high=t+1;
		while(1){
			//找出第一對位置不對的元素位置 
			do low++;
				while(array[low]>=array[tar]&&low!=t);
			do high--;
				while(array[high]<=array[tar]&&high!=s);
			if(low<high)
				swap(array[low],array[high]);
			else
				break;
		}
		if(high!=s) //如果是異或運算交換值，則必須保證不是同一個變量
		swap(array[high],array[s]);
		quickSortArr(array,s,high-1,order);	
		quickSortArr(array,high+1,t,order);	
	}		
}
void quickSort(elem* array,int size,Order order){
	quickSortArr(array,0,size-1,order);
}

3.藍橋杯競賽模擬題典型BFS問題：“長草”

03-14模擬賽賽題第八題“長草”鏈接
自己的實現
時間複雜度O(NM)
關鍵：用隊列實現BFS，每一塊長草的地都只會判斷一次，月份在後的其隊列中的位置也一定靠後。
易錯點：cin.get()函數的用途(接收字符與濾去回車)

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;

int land[1000][1000];
typedef struct ground{
	int i,j;
	int month;
}Block;
const int dx[]={0,-1,0,1};
const int dy[]={1,0,-1,0};

int main(){
	ios::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0);
	cout.tie(0);
	int n,m,k;
	cin>>n>>m;
	char ch;
	cin.get(ch);//回車
	queue<Block> q;
	for(int i=0;i<n;i++){
		cin.get(ch);
		for(int j=0;j<m;j++){
			if(ch=='g'){
				land[i][j]=1;
				q.push({i,j,0});
			}
			cin.get(ch);		
		}
	}
	cin>>k;

	while(!q.empty()){
		Block b=q.front();
		q.pop();
		if(b.month>=k)//月份已到 
			continue;
		for(int l=0;l<4;l++){
			int nx=b.i+dx[l];
			int ny=b.j+dy[l];
			if(nx>=0&&nx<n&&ny>=0&&ny<m&&land[nx][ny]==0){
				land[nx][ny]=1;
				q.push({nx,ny,b.month+1});
			}
		}
		/* 
		//right
		if(b.j+dy[0]<m&&land[b.i][b.j+dy[0]]==0){
			land[b.i][b.j+dy[0]]=1;
			q.push({b.i,b.j+dy[0],b.month+1});
		}
		if(b.j+dy[2]>=0&&land[b.i][b.j+dy[2]]==0){
			land[b.i][b.j+dy[2]]=1;
			q.push({b.i,b.j+dy[2],b.month+1});
		}
		if(b.i+dx[1]>=0&&land[b.i+dx[1]][b.j]==0){
			land[b.i+dx[1]][b.j]=1;
			q.push({b.i+dx[1],b.j,b.month+1});
		}
		if(b.i+dx[3]<n&&land[b.i+dx[3]][b.j]==0){
			land[b.i+dx[3]][b.j]=1;
			q.push({b.i+dx[3],b.j,b.month+1});
		}
		*/
	} 
	for(int i=0;i<n;i++){
		for(int j=0;j<m;j++){
			if(land[i][j]){
				cout<<"g";
			}
			else{
				cout<<".";
			}
		}
		cout<<endl;
	}
		
	return 0;
}

4.專業課程日誌

4.1生物學基礎與生物質能轉化原理和技術 要點

4.2 流體機械能轉化原理與技術(周老師的最終回)