Bài Tập Và Lời Giải ( Code ) Môn Cấu Trúc Dữ Liệu Và Giải Thuật Nâng Cao

Bài tâp 1: Viet chuong trinh dinh nghia cau truc stack voi cac thao tac tuong ung Su dung cau truc stack va cac thao tac da cai dat de luu tru n so nguyen duoc nhap tu ban phim . Lay cac gia tri ra khoi stack va hien thi ra man hinh. Bài tập 2 : Tìm kiếm theo chiều rộng Bài tập 3 : Thuật toán tìm kiếm A Bài tập 4: Thuật toán Best First Search Bài tập 5: Thuật toán nhánh cận ( Bài tập : Người du lịch )

Bài tâp 1: Viet chuong trinh dinh nghia cau truc stack voi cac thao tac

tuong ung

Su dung cau truc stack va cac thao tac da cai dat de luu tru n so nguyen duoc nhap tu ban phim Lay cac gia tri ra khoi stack va hien thi ra man hinh.

Bài tập 2 : Tìm kiếm theo chiều rộng

Bài tập 3 : Thuật toán tìm kiếm A*

Bài tập 4: Thuật toán Best First Search

Bài tập 5: Thuật toán nhánh cận ( Bài tập : Người du lịch )

Lời Giải Bài 1 : Viet chuong trinh dinh nghia cau truc stack voi cac thao tac tuong ung

Su dung cau truc stack va cac thao tac da cai dat de luu tru n so nguyen duoc nhap tu ban phim

Lay cac gia tri ra khoi stack va hien thi ra man hinh.

CODE:

#include <iostream>

#include <conio.h>

using namespace std;

#define MAX 100

// Tao Node

struct Node{

int data;

Node* next;

};

// Tao cau truc ngan xep

struct Stack{

Node* top;

};

// Khoi tao ngan xep

void Init(Stack &s){

s.top = NULL;

}

// Kiem tra rong

int IsEmpty(Stack s){

if (s.top==NULL)

return 1;

return 0;

}

// Tao nut

Node* createnode(int x){

Node* p=new Node;

if(p==NULL) return NULL;

p->data=x;

return p;

}

// Dau vao

void Push(Stack &s, int x){

Node* p=createnode(x);

if (IsEmpty(s)==1)

s.top=p;

else {

p->next=s.top;

s.top=p;

}

}

// dau ra

int Pop(Stack &s){

int x;

Node* p=s.top;

if (IsEmpty(s)==1)

return 0;

x=p->data;

s.top=s.top->next;

delete p;

return x;

}

int Search(Stack s, int x){

for (Node* p=s.top; p!=NULL; p=p->next)

if (p->data==x)

return 1;

return 0;

}

#define SIZE 7

const int X = 32767;

char Label[7] = {'A','B','C','D','E','F','G'};

int main(){

int T[7][7] = {{0, 1, 1, X, X, X, X},

{1, 0, X, 1, 1, X, X},

{1, X, 0, X, X, 1, 1}, {X, 1, X, 0, X, X, X}, {X, 1, X, X, 0, X, X}, {X, X, 1, X, X, 0, X}, {X, X, 1, X, X, X, 0}};

int u, v, start = 0, goal = 5, ok=0; int Close[SIZE]={0}; // Chua dinh nao duoc phat trien

int Father[SIZE]; //Father[i] = chi so dinh cha cua i

Stack OP;

Init(OP);

Push(OP, start);

while (!IsEmpty(OP)){

//lay u la trang thai o dau hang doi

u = Pop(OP);

//Kiem tra u co phai trang thai dich

if (u==goal){

ok = 1;

break;

} //Luu u vao danh Close - de xac dinh u da duoc phat trien Close[u] = 1;

//xet lan luot con v cua u for (v=SIZE; v>=0; v )

if (T[u][v]==1)

if (Search(OP, v)==0 && Close[v]==0){

Push(OP, v);

Father[v] = u;

} }

if (ok==1){

cout << "Duong di la: " << endl;

while (u!=start){

cout << Label[u] << "< ";

u = Father[u];

} cout << Label[start] << endl;

}

}

Bài tập 2 : Tìm kiếm theo chiều rộng

#include <iostream>

using namespace std;

//Dinh nghia cau truc hang doi va cac thao tac tren do

#define MAX 100

struct Node{

int data;

Node *next;

};

struct Queue{

Node *pHead;

Node *pTail;

};

// Khoi tao

void Init(Queue &q){

q.pHead=q.pTail=NULL;

}

// Tao nut

Node *taonut(int x){

Node *p=new Node;

if (p==NULL) return NULL;

p->data=x;

p->next=NULL;

return p;

}

// Them vao cuoi

void Add(Queue &q, Node *p){

if(q.pHead==NULL) q.pHead=q.pTail=p; else{

q.pTail->next=p;

q.pTail=p;

}

}

// Xoa hang doi

int Remove(Queue &q){

if (q.pHead==NULL){

cout << "Hang doi rong!";

return 0;

}

Node *p=q.pHead;

int x= p->data;

q.pHead=q.pHead->next;

delete p;

return x;

}

// Tim kiem hang doi

int Search(Queue q, int x){

Node *p;

for (p=q.pHead; p!=NULL; p=p->next)

if (p->data==x)

return 1;

return 0;

}

// Huy hang doi

void huy(Queue &q){

while(q.pHead!=NULL){

Node *p=q.pHead;

q.pHead=q.pHead->next;

delete p;

}

q.pTail==NULL;

const int X = 32767;

char Label[7] = {'A','B','C','D','E','F','G'};

int main(){

int T[7][7] = {{0, 1, 1, X, X, X, X},

{1, 0, X, 1, 1, X, X},

{1, X, 0, X, X, 1, 1}, {X, 1, X, 0, X, X, X}, {X, 1, X, X, 0, X, X}, {X, X, 1, X, X, 0, X}, {X, X, 1, X, X, X, 0}};

int u, v, start = 0, goal = 3, ok=0;

int Close[7]={0}; // Chua dinh nao duoc phat trien

int Father[7]; //Father[i] = chi so dinh cha cua i

Queue OP;

Init(OP);

Node *p =taonut(start);

Add(OP, p);

while (OP.pHead!=NULL){

//lay u la trang thai o dau hang doi

u = Remove(OP);

//Kiem tra u co phai trang thai dich

if (u==goal){

ok = 1;

break;

} //Luu u vao danh Close - de xac dinh u da duoc phat trien Close[u] = 1;

//xet lan luot con v cua u for (v=0; v<7; v++)

if (T[u][v]==1)

if (Search(OP,v)==0 )

if (Close[v]==0){

Node *q=taonut(v);

Add(OP, q);

Father[v] = u;

} }

if (ok==1){

cout << "Duong di la: " << endl;

while (u!=start){

cout << Label[u] << "< ";

u=Father[u];

} cout << Label[start] << endl;

huy(OP);

}

Bài tập 3: Thuật toán tìm kiếm A*

1 #include <fstream>

2 #include <iostream>

3 using namespace std;

4

5 struct Node

6 {

7 int stt;// so thu tu

8 int g;// khoang cach tu dinh ban dau den dinh hien taị

9 int f;// f = h + g;

10 int h;// duong di ngan nhat

11 int color;// danh dau dinh di qua

12 int dad;// dinh cha

13 };

14

15 int a[100][100];

16 Node p[100];

17 Node Open[100];

18 Node Close[100];

19

20 void ReadfileInput1(int *b,int &n)

21 {

22 fstream myfile("Input1.txt");

23

24 if (!myfile.is_open())

26 cout <<"Khong the mo duoc file"<< endl;

28 else

30 myfile >> n;

31

32 for int i = 0; i < n; i++)

34 myfile >> b[i];

37 }

38

39 void ReadfileInput2(int a[100][100], int &n,int &start,int &finsh)

40 {

41 fstream shichiki("Input2.txt");

42 if (!shichiki.is_open())

43 {

44 cout <<"Khong the mo duoc file !";

46 else

48 shichiki >> n >> start >> finsh; 49

50 for int i = 0; i < n; i++)

52 for int j = 0; j < n; j++)

53 shichiki >> a[i][j];

56 shichiki.close();

57

58 }

59 void printfmaxtric(int a[100][100], int n)

60 {

61 for int i = 0; i < n; i++)

63 for int j = 0; j < n; j++)

65 cout << a[i][j]<<"\t";

67 cout <<"\n";

69 }

70

71 int Count(int n,Node *Open)

72 {

73 int count = 0;

74 for int i = 0; i < n; i++)

76 if Open[i].color == 1)

79 return count;

80 }

81

82 int Find(int n,Node *Open)

83 {

84

85 for int i = 0; i < n; i++)

86 if Open[i].color == 1)

88 }

89

90 int Findmin(int n,Node *Open)

91 {

92 int min1 = Find(n,Open);

93 int min = Open[min1].f

94 for int i = 0; i < n; i++)

96 if Open[i] < min && Open[i].color == 1)

102 return min1;

103 }

104

105 void Init(int n,int *b)

106 {

107 for int i = 0; i < n; i++)

109 p[i].stt = i;

110 p[i].color = 0;

111 p[i].g = b[i];

112 p[i].dad = 0;

113 p[i] = p[i] ;

114 p[i].h = 0;

116 }

117

118 int Findpoint(int n,Node *q,int o)

119 {

120 for int i = 0; i < n; i++)

121 if q[i].stt == o)

123 }

124

125 void AStar(int a[100][100], int n,int start,int finsh,int b[])

126 {

127 int l = 0;

128 Open[l]= p[start];

129 Open[l].color = 1;

130 Open[l] = Open[l].h + Open[l] ;

132 int w = 0;

133

134 while Count(l,Open) != 0)// kiem tra xem tap Open co con phan tu nao khong

136 int k = Findmin(n,Open); // tim vi tri nho nhat trong Open

137 Open[k].color = 2;// cho diem tim duoc vao Close

138 Close[w]= Open[k];

139 Close[w].color = 2;

141 p[Findpoint(n, p,Open[k].stt)].color = 2;

142 if Findpoint(n, p,Open[k].stt)== finsh)

144 cout <<"Duong di qua la"<< endl;

145 cout << finsh <<"\t";

146 int y = Findpoint(w,Close, finsh);

147 int u = Close[y].dad;

148 while u != start)

152 cout << u <<"\t";

158 for int i = 0; i < n; i++)

160 if a[Findpoint(n, p,Open[k].stt)][i]!= 0 &&

p[i].color == 0)// neu chua co trong Open va Close

164 Open[l].h = a[Findpoint(n, p,

Open[k].stt)][i]+ Open[k] ;// tinh h khoang cach ngan nhat tu dinh bat dau den dinh hien tai

165 Open[l] = Open[l].g + Open[l] ;

Open[k].stt);

170 if a[Findpoint(n, p,Open[k].stt)][i]!= 0 &&

p[i].color == 1)// neu dinh da co trong open

172 int h = Findpoint(l,Open, p[i].stt);

175 tam.h = a[Findpoint(n, p,Open[k].stt)][i] + Open[k] ;

177 tam.f = tam.h + tam.g;

178 if tam.f < Open[h f //neu f trang thai hien tai be hon trang thai cap nhat truoc do

179 Open[h]= tam;

181 if a[Findpoint(n, p,Open[k].stt)][i]!= 0 &&

p[i].color == 2)// neu dinh da co trong Close

183 int h = Findpoint(l,Close, p[i].stt);

186 tam.h = a[Findpoint(n, p,Open[k].stt)][i] + Open[k] ;

188 tam.f = tam.h + tam.g;

189 if tam.f < Close[h f //neu f trang thai hien tai be hon trang thai truoc do

dinh do thuoc Open

199 }

200

201 int main()

202 {

204 int start;

205 int finish;

206 int b[100];

207

208 ReadfileInput2(a, n, start, finish);

209 ReadfileInput1(b, n);

210

211 Init(n, b);

212 cout <<"Dinh bat dau"<< endl;

213 cout << start << endl;

214 cout <<"Dinh ket thuc"<< endl;

215 cout << finsh << endl;

216

217 AStar(a, n, start, finish, b);

218 return 0;

219 }

Bài tập 4 : Thuật toán Best First Search

1 #include <stdio.h>

2 #include <queue>

3 #include <conio.h>

4 using namespace std;

5

6 // dinh nghia lop do thi

7 class Graph

8 {

9 private:

10 int n;

11 int **edge;

12 public:

13 Graph(int size = 2);

14 ~Graph();

15 bool isConnected(int,int);

16 void addEdge(int,int);

17 void breadthFirstSearch(int,int);

18 };

19

20 Graph::Graph(int size)

21 {

22 int i, j;

23

24 // xac dinh so dinh cua do thi

25 if size < 2)

26 n = 2;

27 else

29

30 // tao ra cac dinh trong do thi

31 edge = new int*[n

32 for i = 0; i < n; i++)

33 edge[i]= new int[n];

34

35 // mac dinh giua cac dinh khong co ket noi voi nhau (= 0)

36 for i = 0; i < n; i++)

37 for j = 0; j < n; j++)

38 edge[i][j]= 0;

39 }

40

41 Graph::~Graph()

42 {

43 for int i = 0; i < n;++i)

44 delete[] edge[i];

45 delete[] edge;

46 }

47

48 // kiem tra giua hai dinh co ke nhau hay khong

49 bool Graph::isConnected(int x,int y)

50 {

51 if edge[x -1 y -1]== 1)

52 return true;

53

54 return false;

55 }

56

57 // tao canh noi giua hai dinh, lam cho hai dinh ke nhau

58 void Graph::addEdge(int x,int y)

59 {

60 if x < 1 || x > n || y < 1 || y > n)

62

63 edge[x -1][y -1]= edge[y -1 x -1]= 1;

64 }

65

66 void Graph::breadthFirstSearch(int s,int g)

67 {

68 if s > n || s < 0 || g > n || g < 0)

70 printf("Could not traverse this graph with your request\n");

73 queue <int> open;

74 bool *close = new bool[n];

75 int i;

76 int p;

77

78 // mac dinh cac dinh chua duoc duyet

79 for i = 0; i < n; i++)

80 close[i]= false;

81

82 // dua dinh goc s vao queue open, chuan bi duyet

83 open.push(s);

84

85 printf("With Breadth first Search , we have vertex(s):\n");

86

87 while (!open.empty())

89 // lay mot dinh ra khoi open tro thanh dinh dang xet p

94

95 p = open.front();

97 }while close[p -1]== true);

98

99 // in ra dinh dang xet

100 printf("%d ", p);

101

103 close[p -1]= true;

104

105 // ket thuc duyet khi tim ra ket qua can tim

106 if p == g)

108

109 // tim dinh ke voi dinh dang xet, dinh nao chua duoc duyet dua vao open

110 for i = 1; i <= n; i++)

112 if isConnected(p, i)&& close[i -1])

118 printf("\n");

119

120 delete[] close;

121 }

void main()

1 {

2 // khoi tao do thi

3 Graph g(9);

4

5 // tao canh noi giua cac dinh ke

6 g.addEdge(1,2);

7 g.addEdge(1,3);

8 g.addEdge(1,4);

9 g.addEdge(2,5);

10 g.addEdge(2,6);

11 g.addEdge(3,4);

12 g.addEdge(3,5);

13 g.addEdge(3,7);

14 g.addEdge(3,8);

15 g.addEdge(3,9);

16

17 // duyet bang Breadth First Search

18 g.breadthFirstSearch(1,8);

19 }

Bài tập 5 : Thuật toán nhánh cận ( Bài tập : Người du lịch )

#include<iostream>

using namespace std;

const int size = 20;

int maxE = 100;

int maxC = size * maxE;

int C[size][size]; //Ma trận chi phí

int X[size+1]; //X đểthửcác khảnăng, BestWay đểghi nhận nghiệm int T[size]; //T[i] đểlưu chi phí đi từX[1] đến X[i]

int BestWay[size+1]; //, BestWay để ghi nhận nghiệm

bool FREE[size]; //Free để đánh dấu, Free[i]= True nếu chưa đi qua tp i int minSpending; //Chi phí hành trình tối ưu

int M,N;

void input()

{

int i,j,k;

cin >> N; //Nhap so thanh pho

cin >> M; //Nhap so duong

for ( i = 1; i <= N; i++ ) //Khởi tạo bảng chi phí ban đầu

{

for ( j = 1; j <= N; j++ )

{

if ( i == j ) C[i][j] = 0;

else C[i][j] = maxC;

}

}

for ( int k = 1; k <= M; k++ )

{

cin >> i; //Nhap thanh pho bat dau

cin >> j; //Nhap thanh pho den

cin >> C[i][j]; //Nhap gia di tu thanh pho i den j

C[j][i] = C[i][j]; //Chi phí như nhau trên 2 chiều

}

}

void init()

{

for ( int i = 0; i <= N; i++ )

FREE[i] = true;

FREE[1] = false; //Các thành phố là chưa đi qua ngoại trừ thành phố 1 X[1] = 1; //xuat phat tu thanh pho 1

T[1] = 0; //Chi phí tại thành phố xuất phát là 0

minSpending = maxC;

}

void output()

{

if ( minSpending == maxC )

cout << "NO SOLUTION ";

else

{

for ( int i = 1; i <= N; i++ )

cout << BestWay[i] << "->";

cout << "1" << endl;

cout << "Cost : " << minSpending;

}

}

void tim(int i) //Thử các cách chọn xi

{

for ( int j = 2; j <= N; j++ ) //Thử các thành phố từ 2 đến n

{

if (FREE[j]) //Nếu gặp thành phố chưa đi qua

{

X[i] = j;

T[i] = T[i-1] + C[X[i-1]][j]; //Chi phí = Chi phí bước trước + chi phí đường đi trực tiếp

if ( T[i] < minSpending ) //Hiển nhiên nếu có điều này thì C[x[i - 1], j] < +∞ rồi {

FREE[j] = false; //Đánh dấu thành phố vừa thử

if(i == N)

{

if ( ( T[N] + C[X[N]][1] ) < minSpending ) // Từx[n] quay lại 1 vẫn tốn chi phí ít hơn trước

{

for ( int i = 0; i <= N; i++ ) // Cập nhật BestConfig

BestWay[i] = X[i];

minSpending = T[N] + C[X[N]][1];

}

}

else tim( i + 1 ); // Tìm các khả năng chọn x[i+1]

FREE[j] = true; // Bỏ đánh dấu

}

}

}

}

int main()

{

input();

init();

tim(2);

output();

}