Ответы пользователя по тегу Алгоритмы
  • Обрезка невыпуклого полигона. Как определить множество полигонов на выходе?

    wataru
    @wataru Куратор тега C++
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Эта программа не будет работать на таких многоугольниках. Там есть комментарий:

    /* this works only if all of the following are true:
    ...
    * 4. poly is convex (implying 3).

    Приведенный код работает только для выпуклых многоугольников, тут даже проблема не в том, что обрезанная часть несвязная. Возможны более простые случаи, где программа выдаст неправильный ответ.

    Вижу такое решение пробемы - пересечь все ребра со всеми ребрами и поделить ребра точнками пересечения на несколько новых. Пометить ребра в порядке обхода полигонов по часовой стрелке. Затем выполнить алгорим выделения замкнутых областей (описан ниже). Потом в каждую область отдельно проверить, является ли она пересечением обоих полигонов (В этом случае все ребра будут в порядке обхода по часовой стрелке).

    Алгорим выделения замкнутых областей:

    Строим ориентированный граф, где вершины - вершины полигонов (+ точки пересечения), а ребра - направленные отрезки (вместо каждого отрезка создаем два ребра в обе стороны между вершинами - концами отрезка).

    В каждой вершине сортируем все исходящие ребра по углу по часовой стрелке. Так же для каждого ребра при построении надо запонить обратное ребро.

    Затем выполняем обход - От любого пока не пройденного ребра переходим в следующее ребро, идущее как можно левее. Для этого берем обратное ребро и от него следующее в порядке сортировки в вершине. Грубо говоря, ведем пальцем по ребрам каждый раз оставляя текущую область слева от ребра. В таком обходе мы обойдем все ребра замкнутой области и вернемся к начальному ребру. Запускаясь и дальше от всех необойденных ребер мы можем выделить все области.

    Будет одна лишняя внешнаяя область, но там порядок обхода будет другой и она по площади максимальная. Ее можно исключить, посчитав, например, площади всех областей. Или считать со знаком и у нее знак не тот, или по модулю, тогда она - самая большая и сумма всех остальных.

    Потом для всех областей проверяем, что там все ребра правильной ориентации (по часовой стрелке, как и у изначальных полигонов). Если совпало - то эта область - пересечение полигонов.

    Это не работает, если полигоны не пересекаются. Тогда надо проверить любую точку каждого, содержися ли она целиком во втором полигоне.
    Ответ написан
    2 комментария
  • Как реализовать алгоритм комбинаторики в программе?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Сначала переведите картинку из залачи в числа. Вот есть у вас 20 точек, пронумерованные от 1 до 20, как-то. Выпишите все 12 групп (9 окружностей и 3 диаметра). Будет у вас 12 наборов по 5-6 номеров. Запишите их в программе константными массивами.

    Затем делайте перебор рекурсией: У вас в глобальном массиве или списком в параметре будет набор пока не поставленных чисел. Сначала проверьте, что вы не сделали уже 2 группы с разной суммой. Пройдитесь по всем 9+3 группам, если какая-то целиком уже заполнена, то записываете ее сумму в переменную для окружности или диаметра, соответственно. Если перед записью там уже была другая сумма -то вы нашили противоречие. В этом случае надо просто вернуться из текущей рекурсии назад.

    Если противоречий нет и вы все 20 чисел поставили - выводите ответ.

    Иначе - перебираете, какое число ставите в первую незаполненую точку циклом. Ставите туда число и вызываетесь рекурсивно.

    Надо только аккуратно уже поставленные на картинке числа в нужные места поставить. Для этого их, во первых, не включйте в список непоставленных чисел, во вторых на заполенные позиции ставьте уже записанное там число.

    Просто перебирать все перестановки (наборы массивов из чисел без повторений) и в конце проверять суммы, как вы хотите сделать - будет слишком долго. Их 21! (факториал) - это дофига слишком.
    Ответ написан
  • Как проверить массив на возрастание?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Ваше решение не работает на примере 3,4,1,2. Тут нельзя удалить одно число, но ваша программа вернет true.

    В случае, если вы нашли один участок с убывающими соседними числами, надо проверить, что будет если удалить первое или второе число.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Очень быстрый алгоритм умножения длинных чисел, куда копать?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    При умножении на маленькое число всякие хитрые алгоритмы типа преобразования Фурье или Карацубы лаже медленнее тупого умножения в лоб: Просто проходитесь по большому числу от младших разрядов к старшим, умножете на маленький множитель, прибавляете перенос. Потом берете остаток от деления на базу (если множитель маленький, то быстрее будет просто вычесть несколько раз в цикле вместо модуля), а результат целочисленного деления записываете в перенос.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как уравнять графы?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Я так понял, что ребра задают разницу между "высотами" вершин. "получается, что в сумме не равно 0" означает, что конфликтов нет и можно назначить вершинам какие-то высоты, чтобы все ребра были правильными. Я правильно понял условие?

    Тогда задача решается простым обходом в глубину или в ширину, как вам угодно. Просто зафиксируйте одну вершину на высоте 0, и проходя по всем ребрам фиксируйте высоты всех остальных вершин. Если ребро ведет уже к зафиксированной вершине, то можно проверить, что высота остается такой же, но в эту вершину, в любом случае, обход больше не заходит.

    В конце, если вам надо, чтобы все вершины имели неотрицаиельную высоту, например, надо найти вершину с минимальной высотой, и если она отрицательна, вычесть ее из высот всех вершин.

    Обход надо вызывать в цикле, чтобы обошелся весь граф, даже если он несвязный.
    Ответ написан
  • Как расчитать Big O при генерации статистики по значениям?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Мне кажется, надо статистику пересчитывать за константное время при вводе каждого нового числа. При запросе выдвавть последнюю статистику. Если часть чисел задана изначально, то придется подсчитать статистику для них за O(n), по другому никак - ведь все числа придется хоть раз просмотреть.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как составить список пути используя алгоритм BFS?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Надо для каждой вершины хранить предыдущую. Запишите это значение, когда кладете вершину в очередь. Для вершины (row, col) у вас в коде предыдущая (pt.x, pt.y).

    После, когда нашли расстояние до конечной вершины можно создать массив этой длины и заполнить его с конца. Нужен указатель, который указывает на конечную вершину. Двигаете его в предыдущую для текущей вершины, пока не придете в начало или известное количество шагов (уже найденное расстояние).
    Ответ написан
  • Как найти наименьший квадрат из фигур тетрамино?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Перебор. Фиксируем размер квадрата k, потом рекурсивный перебор: берем самую верхнюю-левую не заполенную клетку. Или помечаем ее пустой в ответе, или ставим любое из непоставленных тетрамино (4 варианта сдвига, раз поворотов нет). Естественно, новое терамино должно вставать только в неразмеченные клетки. Нужно всяких отсечений вставлять - типа есть достаточно неразмеченных клеток, чтобы вместить все оставшиеся тетрамино.
    Ответ написан
  • Алгоритм для поиска самого длинного пути в орентированом графе?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    В ациклическом ориентированном графе, самое простое - это DFS.
    Рекурсивная функция, которая возвращает самый длинный путь с заданной вершины. С запоминантем ответа - если уже запускались с этой вершины, возвращаем уже подсчитанный результат. Иначе перебираем все ребра из этой вершины и берем максимум из dfs от конца ребра + длина ребра. Запоминаем этот максимум и возвращаем результат.
    Ответ написан
  • Как реализовать алгорим задачи о сумме подмножеств?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Обычная динамическое программирование работает для повторяющихся чисел, тут не должно быть проблем. Отрицательные числа решаются просто - считаете все возможные суммы только положительных чисел стандартной динамикой и отдельно только для отрицательных чисел (опустив знак). Потом одним циклом перебираете сумму положительных чисел x>=S и смотрите, если x-S можно набрать отрицательными числами. На общую сложность этот цикл не влияет.
    Ответ написан
  • Как вычислить пространственную сложность алгоритма?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Так же как со временной сложностью - количеством операций. Только считайте количество используемых байт.

    Грубо говоря, смотрите на все созданые в худшем случае переменные (не забыть, что локальные переменные и аргументы функций на стеке и считаются отдельно для каждого вызова функции по всей глубене вызовов).

    Получаете какую-то формулу типа 10*n+16*m+n*m/2 + 100500*log n. Дальше применяете ассимптотический анализ.

    Например, алгоритм DFS. есть граф с n вершинами и m ребрами. Пусть задан в виде списков инцидентности.

    Тогда у вас есть n списков, которые все вместе содержат m элементов. Т.е. ваши входные данные занимают n*8+m(4+8) байт. n указателей на начало списка и m элементов - каждый содержит значение и указатель. Но не надо так считать досканально каждый байт, можно просто прикинуть n+m.

    Сам алгоритм еще требует массива для пометок пройденных вершин: +n к потреблению памяти.

    Функция требует сколько-то локальных переменных и параметров. Их несколько и от n или m это не зависит. В рекурсии функция может выть вызвана n раз, если вы все вершины пройдете вглубь. Итого на стеке эти функции съедят n*C, где С - какая-то константа.

    Суммарная пространственная сложность n+m+n*C. Или O(n+m).

    Локальные переменные, если это не массивы, обычно можно вообще не считать, потому что это или множители перед количеством вызова функций или просто константная надбавка, которая ассимптотикой игнорируется.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Какой размер доминирующего множества направленного графа (турнира)?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Доказательство по индукции. Для одной или двух вершин всегда будет 1 в D.

    Пусть degree(v) - количество вершин, инцидентных v.
    Лемма: В турнире с n вершинами будет хотя бы одна с degree() >= (n-1)/2. Иначе, просуммируем все degree().
    С одной стороны, сумма будет равна количеству ребер, т.е. n(n-1)/2. С другой, эта сумма < n*(n-1)/2 по предполоджению. Противоречие, значит существует v: degree(v) >= (n-1)/2

    Теперь докажем основное утверждение.
    Рассмотрим турнир с n>2 вершинами. Там есть хотя бы одна v: degree(v) >= (n-1)/2. Включим ее в D. и удалим из графа ее и все, которым она инцедентна. Мы удалили из графа не меньше 1+(n-1)/2 вершин, фактически уполовинив количество вершин в графе. По индукционному предположению там надо log(n/2) вершин в доминирующем множестве. Иы добавили к ней 1. Поэтому в итоге нам надо log(n) вершин и для этого графа.

    Это же доказательство можно использовать для построения D - включайте жадно самую крутую вершину в турнире и удаляйте ее и все ею доминируемое.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Делимость двоичного числа на N?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Динамическое программирование:
    F(a,b,r) = может ли число составленное из a едениц и b нулей давать остаток r при делении на N.
    База: F(0,0,0) = true, F(0,0,r) = false.

    Пересчет: Итеративный пересчет такой - F(a,b,r) => то F(a+1,b,(2*r+1) % N) и F(a,b+1,(2*r+1) % N) Тут мы знаем, что есть число, дающее остаток r из a едениц и b нулей. Если мы к нему припишем в конец 1, то остаток будет (2*r+1)%N, а единиц будет на одну больше. Также почти можно приписать 0.

    Для рекурсивного надо сначала избавится от всех степеней 2 в N (просто подсчитайте степень, вычтите это из B, поделите N на все двойки - В числе в конце обязательно должно стоять столько нулей).

    Теперь можно найти x такое, что 2x = 1 (mod N) - обратное к 2 по модулю N. Смотрите расширенный алгоритм Эвклида для этого.

    Дальше можно вычислять так (N - нечетное):
    F(a,b,r) = F(a-1,b, (r-1)*x % N) || F(a, b-1, r*x % N).

    Объяснение тут тоже простое - число или оканчивается на 0 или на 1. Попробуем оба варианта и сотрем последнюю цифру. Оставшееся число должно давать остаток (r-1)*x % N или r*x % N соответственно.

    Ответ: Если F(A,B,0) - true, то число делящееся на N есть. Для нахождения числа надо дополнительно запоминать, какие цифры приписывались к чисам при рассчетах выше.
    Ответ написан
    1 комментарий
  • Как проверить сбалансированность открывающих и закрывающих символов?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Правильное решение такой обощенной задачи - использовать стек.

    Надо первую строку обработать последовательно, символ за символом. При получении открывающего символа в строке надо его положить в стек. При получении закрывающего символа - надо проверить, что на вершине стека лежит правильный открывающий символ и удалить его из стека. В конце надо проверить, что стек пуст. Если стек не пуст в конце, или где-то в процессе работы в стеке был не тот символ - строка не сбалансированна.

    Для удобства реализации из второго параметра нужно выделить "открывающие" и "закрывающие" символы. Удобно в массиве из 256 элементов пометить все открывающие как-то (например, -1), Все закрывающие надо пометить номером соответствующего открывающиего символа. Т.е. для второго параметра "()[]". Для всех символов в массиве будет 0, но для '(' и '[' - будет -1. Для ')' будет в массиве хранится '(', а для ']' - '['.

    Тогда, при обработке символа из первой строки, если в массиве для него 0, то просто пропускаем. Если -1 - то кладем в стек. Если что-то другое, то проверяем, что это значение лежит в стеке на вершине.

    Ваше решение по ссылке на работает на тесте "())("
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как найти алгоритм по поиску внешних сторон?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Нужно реализовать алгоритм разбиения плоскости на области.
    1) Представить стены в виде графа, где вершины - углы и пересечения стен, а ребра - самы стены.
    2) Каждое ребро превратить в 2 ориентированных ребра в обе стороны. При этом надо для каждого ребра сохранить ссылку на обратное ребро.
    3) В каждой вершине упорядочить все ребра по углу наклона (допустим, по часовой стрелке) и для каждого ребра хранить ссылку на следующее (зацикленно, т.е. для последнего ребра храним ссылку на первое).
    4) Теперь будем выделять замкнутые области. Для этого возьмем любое необработанное пока ориентированное ребро. Потом будем от него переходить к следующему ребру в границе области. Для этого сначала получаем обратное к данному ребру. Потом переходим к следующему по углу наклона ребру, исходящему из той же вершины. Помечаем это ребро обработанным. Продалжаем, пока не вернемся к изначальному ребру (обязательно вернемся к нему). Фактически тут мы идем вдоль ребер и каждый раз в вершине максимально поворачиваем по часовой стрелке (или против, зависит от того, как сортировать ребра в вершинах).

    Таким образом можно выделить все замкнутые области на картинке.

    Теперь для каждого ребра мы знаем следующее в той же области. По каждой замкнутой области можно посчитать ее площадь со знаком (через векторные произведения двух соседних сторон). Для всех областей эта площадь будет одного знака, но для одной области она будет равна сумме всех осталных по модулю, но обратного знака. Эта область - это и есть внешние стены.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как "тянуть" элементы второго массива при сортировке первого в c++?

    wataru
    @wataru Куратор тега C++
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    2 варианта:
    1) сделать новый массив с pair, записать туда элементы с двух массивов, отсортировать.
    2) завести новый массив, забить его числами от 0 до n-1. Передать sort свою функцию сортировки, которая сравнивает не переданные числа a и b, а элементы перовго массива по этим индексам (array1[a] и array1[b]). После полученый набор индексов использовать для вывода второго массива (если сортировали массив indices, то выводите array2[indices[i]], для i от 0 до n-1).
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как измерить время выполнения фрагмента кода?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Подход один - запускаем один и тот же кусок кода с одними и теми же входными данными много-много (тысячу, миллион, 10 миллионов) раз. Меряем время чем-то простым, вроде currentTimeMillis(). Потом делим на количество запусков.
    Ответ написан
  • Пересечение двух линии в 3D?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Во первых, определите, что линии лежат на одной плоскости и не паралельны.
    Обозначим точки первой прямой как A1 и B1, а второй - A2 и B2.

    Введем вектора D1 = B1-A1 и D2 = B2-A2. Введем векторное уравнение.

    D1*t + D2*r + (A1-A2) = 0.

    Тут 2 неизвестные t и r, 3 уравнения (расписать по x, y и z).

    Если система уравнений решается, то точка пересечения A1+D1*t или A2 - D2*r.

    Тут правда предется повозиться со случаями. Надо попробовать решить систуму только для x, y, потом проверить в z. Если не получилось, то еще надо попробовать решить в x, z, потом поробовать подставить полученные r и t в у.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как составить программу на совершенство числа?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    В коде ошибка. Прибавлять к sum надо делитель а не 1 каждый раз (sum=sum+i, а не +1).
    Во вторых, можно цикл гнать до n/2 (включительно) а не до n. В блок-схеме у вас так и написано, но в коде не так.

    Еще совет - начните if с новой строки после цикла. То как у вас if на той же строке что и закрывающая скобка от for - очень путает. И заодно, добавьте отступы внутри if внутри for (строка с прибавлением к sum).
    Ответ написан
    Комментировать
  • Хеширование слова с допуском ошибок при вводе и/или написании. Как сделать?

    wataru
    @wataru Куратор тега Алгоритмы
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Вот пример такого хеша:

    int hash(string s) {
      return 42;
    }


    Можно вместо 42 возвращать другое число, но обязательно, всегда одно и то же.
    Это все потому, что множества слов с ошибками перекрываются. Например, строки "aaaa" и "aabb" должны давать одинаковый хеш. Но точно так же сроки "bbbb" и "aabb" должны давать одинаковый хеш. В итоге получается, что все возможные строки должны давать одинаковый хеш.

    В чем состоит изначальная задача? Зачем вам такой хеш понадобился? Наверняка что-то типа поиска строк, совпавших с 1-2 ошибками. В этом случае следует перебором сгенерировать из заданной строки все возможные с 1-2 ошибками, эти строки уже сохранить как-то (например, используя стандартный хеш в хеш-таблице).

    Или можно сравнивать строки парами, считая сколько нужно ошибок, чтоб получить из одной строки другую. Это стандартное динамическое программирование. Гуглите дистанцию редактирования.
    Ответ написан
    2 комментария