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C语言中的算法有多重要

发布时间:2021-08-13 19:06:02 来源:亿速云 阅读:88 作者:chen 栏目:开发技术

这篇文章主要讲解了“C语言中的算法有多重要”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“C语言中的算法有多重要”吧!

目录
  • 一、问题一(打印阶乘)

    • 问题描述:

    • 问题分析:

    • 解决方案:

      • 1.让我们检查一下结果,发现问题很有可能是循环的时候没有循环本身

      • 2.这里要引入C++中STL库的一个知识点

  • 二、问题二(比较多项式计算时间)

    • 问题描述:

      • 问题分析:

        • 解决方案:


      一、问题一(打印阶乘)

      问题描述:

      打印出数字一到数字20的阶乘

      一开始,我总会多打印出一个1,这令我十分苦恼,并且从n等于13开始,数据就开始溢出

      C语言中的算法有多重要

      问题分析:

      让我们分析一下问题,这里面存在着两个问题:

      1.多打印出一个1

      2.数据溢出

      解决方案:

      1.让我们检查一下结果,发现问题很有可能是循环的时候没有循环本身

      for (i = 1; i < num; i++)//这句话明显错了

      改成

      for (i = 1; i <= num; i++) {//i的值要乘以它本身!
      			n = n * i;
      		}
      2.这里要引入C++中STL库的一个知识点

      常规的32位整数只能够处理40亿以下的数。

      如果遇到比40亿要大的数,就要用到C++的64位扩展。不同的编译器对64位整数的扩展有所不同。这个我也是听别人科普的,大家可以站内搜索一下。

      优化后的代码如下:

      #include <stdio.h>
      void main() {
      	__int64 fac(int num);
      	int n = 1;
      	int num;
      	for (num = 0; num <= 20; ++num) {
      		printf("%3d! = %I64d\n", num, fac(num));
      	}
      }
      __int64 fac(int num) {
      	register __int64 n = 1, i;     //寄存器变量
      		for (i = 1; i <= num; i++) {//i的值要乘以它本身!
      			n = n * i;
      		}
      		return n;
      }

      C语言中的算法有多重要

      二、问题二(比较多项式计算时间)

      问题描述:

      C语言中的算法有多重要

      这里先科普几个测试代码中的知识点:

      这个表示本程序开始计时:

      start = clock();

      本程序结束计时:

      stop = clock();

      clock tick :时钟打点

      CLK_TCK:机器时钟每秒所走的时钟打点数

      问题分析:

      首先这个问题有两种算法:

      直接算

      p1 += (pow(x, i)/i);

      把x当成公因式提出计算(秦九韶法)

      p2 = 1.0/(a[i - 1])+ (x*p2);

      然后我发现了三个问题:

      1.测量不出时间

      2.程序重复性高

      3.第一种结果和第二种结果不一致

      解决方案:

      1.让被测函数重复运行多次,使得测出的总时钟打点间隔充分长,最后计算被测函数除以运行次数即可得出平均每次的运行时间

      duration = ((double)(stop - start)) / CLK_TCK / MAXK;

      2.可以通过多设置几个函数,并调用函数解决问题

      3.这是算法的问题

      这个地方真的特别容易出错,我改了不知道多少遍。。。。。。

      double f2(int n, double a[], double x) {
      	int i;
      	double p2 = 1.0/a[n];
      	for (i = n; i > 0; i--) {
      		p2 = 1.0/(a[i - 1])+ (x*p2);//算法思路出毛病了(数学)
      	}
      	return p2;
      }

      总体的代码:

      #include <stdio.h>
      #include <math.h>
      #include <time.h>
      clock_t start, stop;
      double duration;
      #define MAXN 101//数组里元素个数(多项式的系数),如果看n值需要减一,因为有a0
      #define MAXK 1000//重复调用的次数
      double f1(int n, double a[], double x)
      {
      	double p1 = a[0];//a[0]都已经算出来了,循环从1开始
      	for (int i = 1; i <= n; i++) {
      		p1 += (pow(x, i)/i);
      	}
      	return p1;	
      }
      double f2(int n, double a[], double x) {
      	int i;
      	double p2 = 1.0/a[n];
      	for (i = n; i > 0; i--) {
      		p2 = 1.0/(a[i - 1])+ (x*p2);//算法思路出毛病了(数学)
      	}
      	return p2;
      }
      double ceshijian()
      {
      	stop = clock();//停止计时
      	duration = ((double)(stop - start)) / CLK_TCK / MAXK;//计算单次运行时间
      	printf("ticks=%f\n", (double)(stop - start));
      	printf("duration=%6.2e\n", duration);
      	return 0;
      }
      int main()
      {
      	int i;
      	double a[MAXN];
      	for (i = 0; i < MAXN; i++) {
      		a[i] = (double)i;
      	}//输入的早就是i值了
      	a[0] = 1;
      	//不在测试范围内的准备工作写在clock()调用之前
      	start = clock();//开始计时
      	for (int i = 0; i < MAXK; i++)//重复调用
      		f1(MAXN - 1, a, 1.1);//被测函数,这里如果写数组的话就越界了,而且要调用某个值是不确定的,只能写a,因为要定义的就是a值
      	printf("第一种结果为%f\n", f1(MAXN - 1, a, 1.1));
      	ceshijian();
      
      	start = clock();//开始计时
      	for (i = 0; i < MAXK; i++)
      		f2(MAXN - 1, a, 1.1);//被测函数,这里如果写数组的话就越界了,而且要调用某个值是不确定的
      	printf("第二种结果为%f\n", f2(MAXN - 1, a, 1.1));
      	ceshijian();
      	return 0;
      }

      结果如下

      C语言中的算法有多重要

      感谢各位的阅读,以上就是“C语言中的算法有多重要”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对C语言中的算法有多重要这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!

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