使用动态规划求解选修最高学分。
以上回复有部分引自免费微信小程序:皆我百晓生。 如问题尚未解决,还请稍待,如有疑问请回复进一步沟通。
要解决这个问题,我们可以将课程先修关系建模为一个邻接列表,然后使用拓扑排序来确保我们按照先修顺序选择课程。接下来,我们将使用动态规划来找到最大学分的选课组合。
首先,我们需要创建一个二维数组adjacency_list来表示课程间的先修关系,其中adjacency_list[i]是一个整数数组,包含所有需要在课程i之前学习的课程索引。然后,定义一个一维数组dp用于存储动态规划状态,dp[i][j]表示前i个课程中选择j个课程时的最大学分。
以下是完整的C语言代码实现:
#include
#include
#define MAX_COURSES 100
#define MAX_STUDENTS 100
int adjacency_list[MAX_COURSES][MAX_COURSES];
int dp[MAX_COURSES + 1][MAX_STUDENTS + 1];
void add_edge(int from, int to) {
adjacency_list[from][adjacency_list[from][0]++] = to;
}
int topological_sort(int n, int m) {
int in_degree[MAX_COURSES] = {0};
int i, j;
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 0; j < adjacency_list[i][0]; j++) {
in_degree[adjacency_list[i][j]]++;
}
}
int stack[MAX_COURSES], top = -1;
int sorted_courses[MAX_COURSES];
int num_sorted = 0;
for (i = 0; i < n; i++) {
if (in_degree[i] == 0) {
stack[++top] = i;
}
}
while (top >= 0) {
int cur_course = stack[top--];
sorted_courses[num_sorted++] = cur_course;
for (j = 0; j < adjacency_list[cur_course][0]; j++) {
in_degree[adjacency_list[cur_course][j]]--;
if (in_degree[adjacency_list[cur_course][j]] == 0) {
stack[++top] = adjacency_list[cur_course][j];
}
}
}
return num_sorted <= m;
}
int max_score(int n, int m) {
int i, j, k;
int total_score = 0;
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &dp[i][0]);
total_score += dp[i][0];
}
for (i = 1; i <= n; i++) {
for (j = 1; j <= m; j++) {
dp[i][j] = dp[i - 1][j];
for (k = 0; k < adjacency_list[i - 1][0]; k++) {
if (j >= adjacency_list[i - 1][k]) {
dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[adjacency_list[i - 1][k]][j - adjacency_list[i - 1][k]] + dp[i - 1][0]);
}
}
}
}
return dp[n][m];
}
int main() {
int n, m;
scanf("%d %d", &n, &m);
for (int i = 0; i < n; i++) {
dp[i][0] = 0;
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
dp[0][i] = 0;
}
int from, to;
for (int i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &dp[i][0]);
}
for (int i = 1; i < n; i++) {
scanf("%d %d", &from, &to);
add_edge(from - 1, to - 1);
}
if (!topological_sort(n, m)) {
printf("无法选满%d门课程\n", m);
} else {
int max_score_result = max_score(n, m);
printf("最大学分: %d\n", max_score_result);
}
return 0;
}
这个程序首先读取课程数量、最大选修门数、每门课程的学分以及课程先修关系。接着,它使用邻接列表构建先修关系,并进行拓扑排序检查是否可以选满指定的课程数量。如果可以,它调用max_score函数使用动态规划计算最大可能的学分。
注意,这个代码没有处理错误输入的情况,实际应用中可能需要添加错误处理代码。此外,这个程序假定了输入的数据都是有效的,例如,所有的课程编号都在正确的范围内,并且不存在循环依赖的先修关系。
以下内容由CHATGPT及笑面虎共同生成、有用望采纳:
【您想要解决的问题】: 您想要解决的问题是如何使用C语言编写一个程序,该程序能够根据给定的课程数量、每门课程的学分、以及课程之间的先修关系,计算出一个学生在不超过最大选修课程数量限制的情况下,能够获得的最大学分,并判断这个学分是否达到了某个最低学分要求。
【问题出现原因】: 这个问题出现的原因是,您需要处理一个具有先修课约束条件的选课问题,并且要求使用动态规划算法来找到最优解。同时,您需要考虑如何有效地表示课程之间的先修关系,以及如何设计算法的状态转移方程。
【问题解决方案】: 为了解决这个问题,我们可以采取以下步骤:
【提供代码】: 由于您要求不使用结构体,我们可以使用数组来表示课程的学分和先修关系。以下是一个简化的代码示例,用于计算最大学分:
#include
#define MAXC 100
#define MAXM 100
int n, m;
int scores[MAXC]; // 存储每门课程的学分
int prerequisites[MAXC]; // 存储每门课程的先修课,如果没有先修课则为-1
int dp[MAXM+1]; // 动态规划数组,dp[i]表示选修i门课程时的最大学分
void findMaxCredits() {
// 初始化dp数组
for (int i = 0; i <= m; i++) {
dp[i] = 0;
}
// 对课程进行拓扑排序
// 这里需要一个栈或者队列来实现拓扑排序,代码略
// 动态规划计算最大学分
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = m; j > 0; j--) {
if (prerequisites[i-1] == -1 || j >= prerequisites[i-1] + 1) {
dp[j] = max(dp[j], dp[j-1] + scores[i-1]);
}
}
}
printf("最大学分:%d\n", dp[m]);
}
int main() {
// 读取输入
// ...
// 计算最大学分
findMaxCredits();
return 0;
}
【代码运行方式】:
您需要一个支持C语言的编译器,如GCC或Clang。将上述代码保存为.c文件,然后在命令行中使用编译器编译并运行程序。例如,如果您使用GCC,可以这样编译和运行代码:
gcc -o course_selection course_selection.c
./course_selection
【代码预期运行结果】: 代码将输出在满足先修课和最大选修课程数量限制下的最大学分。
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请注意,上述代码是一个简化的示例,实际的解决方案可能需要更详细的拓扑排序和动态规划实现。
关注下午好🌅🌅🌅
本答案参考ChatGPT-3.5
问题分析:
本题是一个动态规划的问题,需要先根据给定的先修课关系构造一棵树,再采用动态规划算法求解最大选修学分。
具体解决方案如下:
将每门课程看做一个节点,若课程B是先修课程A的后修课程(即需要先修A才能修B),则在树中以A为父节点,B为子节点建立一条边。
定义状态:
设dp[i][j]表示选取以节点i为根节点的子树中,最多选j门课程得到的最大学分。因为一个节点必须选或不选,因此状态j的范围为0~m。
状态转移方程:
对于节点i,分为两种情况讨论:
其中,ci为第i个节点对应的课程学分。
在状态转移方程中,dp[i-1][j]和dp[i-1][j-1]表示为前一个节点的状态,两个状态的中较大值即为当前状态的最大值。因此状态转移方程可以简写为
dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-1] + ci)
求解:
对于节点i,先求解dp[i][0]~dp[i][m]中的最大值,然后将这些最大值累加即可得到以节点i为根节点的子树中,最多选m门课程得到的最大学分。
最终结果为所有子树中最大的学分和。
以下是用C语言实现的代码: