㈠ 在c語言中,什麼是迭代法
迭代法也稱輾轉法,是一種不斷用變數的舊值遞推新值的過程,跟迭代法相對應的是直接法,即一次性解決問題。迭代法又分為精確迭代和近似迭代。「二分法」和「牛頓迭代法」屬於近似迭代法。迭代演算法是用計算機解決問題的一種基本方法。它利用計算機運算速度快、適合做重復性操作的特點,讓計算機對一組指令(或一定步驟)進行重復執行,在每次執行這組指令(或這些步驟)時,都從變數的原值推出它的一個新值。
迭代是數值分析中通過從一個初始估計出發尋找一系列近似解來解決問題(一般是解方程或者方程組)的過程,為實現這一過程所使用的方法統稱為迭代法(Iterative Method)。
一般可以做如下定義:對於給定的線性方程組x=Bx+f(這里的x、B、f同為矩陣,任意線性方程組都可以變換成此形式),用公式x(k+1)=Bx(k)+f(括弧中為上標,代表迭代k次得到的x,初始時k=0)逐步帶入求近似解的方法稱為迭代法(或稱一階定常迭代法)。如果k趨向無窮大時limx(k)存在,記為x*,稱此迭代法收斂。顯然x*就是此方程組的解,否則稱為迭代法發散。
跟迭代法相對應的是直接法(或者稱為一次解法),即一次性的快速解決問題,例如通過開方解決方程x +3= 4。一般如果可能,直接解法總是優先考慮的。但當遇到復雜問題時,特別是在未知量很多,方程為非線性時,我們無法找到直接解法(例如五次以及更高次的代數方程沒有解析解,參見阿貝耳定理),這時候或許可以通過迭代法尋求方程(組)的近似解。
最常見的迭代法是牛頓法。其他還包括最速下降法、共軛迭代法、變尺度迭代法、最小二乘法、線性規劃、非線性規劃、單純型法、懲罰函數法、斜率投影法、遺傳演算法、模擬退火等等。
利用迭代演算法解決問題,需要做好以下三個方面的工作:
確定迭代變數
在可以用迭代演算法解決的問題中,至少存在一個直接或間接地不斷由舊值遞推出新值的變數,這個變數就是迭代變數。
建立迭代關系式
所謂迭代關系式,指如何從變數的前一個值推出其下一個值的公式(或關系)。迭代關系式的建立是解決迭代問題的關鍵,通常可以順推或倒推的方法來完成。
對迭代過程進行控制
在
什麼時候結束迭代過程?這是編寫迭代程序必須考慮的問題。不能讓迭代過程無休止地重復執行下去。迭代過程的控制通常可分為兩種情況:一種是所需的迭代次數
是個確定的值,可以計算出來;另一種是所需的迭代次數無法確定。對於前一種情況,可以構建一個固定次數的循環來實現對迭代過程的控制;對於後一種情況,需
要進一步分析出用來結束迭代過程的條件。
舉例
例 1 :一個飼養場引進一隻剛出生的新品種兔子,這種兔子從出生的下一個月開始,每月新生一隻兔子,新生的兔子也如此繁殖。如果所有的兔子都不死去,問到第 12 個月時,該飼養場共有兔子多少只?
分析:這是一個典型的遞推問題。我們不妨假設第 1 個月時兔子的只數為 u 1 ,第 2 個月時兔子的只數為 u 2 ,第 3 個月時兔子的只數為 u 3 ,……根據題意,「這種兔子從出生的下一個月開始,每月新生一隻兔子」,則有
u 1 = 1 , u 2 = u 1 + u 1 × 1 = 2 , u 3 = u 2 + u 2 × 1 = 4 ,……
根據這個規律,可以歸納出下面的遞推公式:
u n = u(n - 1)× 2 (n ≥ 2)
對應 u n 和 u(n - 1),定義兩個迭代變數 y 和 x ,可將上面的遞推公式轉換成如下迭代關系:
y=x*2
x=y
讓計算機對這個迭代關系重復執行 11 次,就可以算出第 12 個月時的兔子數。參考程序如下:
cls
x=1
for i=2 to 12
y=x*2
x=y
next i
print y
end
例 2 :阿米巴用簡單分裂的方式繁殖,它每分裂一次要用 3 分鍾。將若干個阿米巴放在一個盛滿營養參液的容器內, 45 分鍾後容器內充滿了阿米巴。已知容器最多可以裝阿米巴 220,220個。試問,開始的時候往容器內放了多少個阿米巴?請編程序算出。
分析:根據題意,阿米巴每 3 分鍾分裂一次,那麼從開始的時候將阿米巴放入容器裡面,到 45
分鍾後充滿容器,需要分裂 45/3=15 次。而「容器最多可以裝阿米巴2^ 20 個」,即阿米巴分裂 15 次以後得到的個數是
2^20。題目要求我們計算分裂之前的阿米巴數,不妨使用倒推的方法,從第 15 次分裂之後的 2^20 個,倒推出第 15 次分裂之前(即第 14
次分裂之後)的個數,再進一步倒推出第 13 次分裂之後、第 12 次分裂之後、……第 1 次分裂之前的個數。
設第 1 次分裂之前的個數為 x 0 、第 1 次分裂之後的個數為 x 1 、第 2 次分裂之後的個數為 x 2 、……第 15 次分裂之後的個數為 x 15 ,則有
x 14 =x 15 /2 、 x 13 =x 14 /2 、…… x n-1 =x n /2 (n ≥ 1)
因為第 15 次分裂之後的個數 x 15 是已知的,如果定義迭代變數為 x ,則可以將上面的倒推公式轉換成如下的迭代公式:
x=x/2 (x 的初值為第 15 次分裂之後的個數 2^20)
讓這個迭代公式重復執行 15 次,就可以倒推出第 1 次分裂之前的阿米巴個數。因為所需的迭代次數是個確定的值,我們可以使用一個固定次數的循環來實現對迭代過程的控制。參考程序如下:
cls
x=2^20
for i=1 to 15
x=x/2
next i
print x
end
ps:java中冪的演算法是Math.pow(2,20);返回double,稍微注意一下
例 3 :驗證谷角猜想。日本數學家谷角靜夫在研究自然數時發現了一個奇怪現象:對於任意一個自然數 n ,若 n 為偶數,則將其除以 2 ;若 n 為奇數,則將其乘以 3 ,然後再加 1。如此經過有限次運算後,總可以得到自然數 1。人們把谷角靜夫的這一發現叫做「谷角猜想」。
要求:編寫一個程序,由鍵盤輸入一個自然數 n ,把 n 經過有限次運算後,最終變成自然數 1 的全過程列印出來。
分析:定義迭代變數為 n ,按照谷角猜想的內容,可以得到兩種情況下的迭代關系式:當 n 為偶數時, n=n/2 ;當 n 為奇數時, n=n*3+1。用 QBASIC 語言把它描述出來就是:
if n 為偶數 then
n=n/2
else
n=n*3+1
end if
這就是需要計算機重復執行的迭代過程。這個迭代過程需要重復執行多少次,才能使迭代變數 n 最終變成自然數 1
,這是我們無法計算出來的。因此,還需進一步確定用來結束迭代過程的條件。仔細分析題目要求,不難看出,對任意給定的一個自然數 n
,只要經過有限次運算後,能夠得到自然數 1 ,就已經完成了驗證工作。因此,用來結束迭代過程的條件可以定義為:n=1。參考程序如下:
cls
input "Please input n=";n
do until n=1
if n mod 2=0 then
rem 如果 n 為偶數,則調用迭代公式 n=n/2
n=n/2
print "—";n;
else
n=n*3+1
print "—";n;
end if
loop
end
迭代法開平方:
#include<stdio.h>
#include<math.h>
void main()
{
double a,x0,x1;
printf("Input a:\n");
scanf("%lf",&a);//為什麼在VC6.0中不能寫成「scanf("%f",&a);」?
if(a<0)
printf("Error!\n");
else
{
x0=a/2;
x1=(x0+a/x0)/2;
do
{
x0=x1;
x1=(x0+a/x0)/2;
}while(fabs(x0-x1)>=1e-6);
}
printf("Result:\n");
printf("sqrt(%g)=%g\n",a,x1);
}
求平方根的迭代公式:x1=1/2*(x0+a/x0)。
演算法:1.先自定一個初值x0,作為a的平方根值,在我們的程序中取a/2作為a的初值;利用迭代公式求出一個x1。此值與真正的a的平方根值相比,誤差很大。
⒉把新求得的x1代入x0中,准備用此新的x0再去求出一個新的x1.
⒊利用迭代公式再求出一個新的x1的值,也就是用新的x0又求出一個新的平方根值x1,此值將更趨近於真正的平方根值。
⒋比較前後兩次求得的平方根值x0和x1,如果它們的差值小於我們指定的值,即達到我們要求的精度,則認為x1就是a的平方根值,去執行步驟5;否則執行步驟2,即循環進行迭代。
迭代法是用於求方程或方程組近似根的一種常用的演算法設計方法。設方程為f(x)=0,用某種數學方法導出等價的形式x=g(x),然後按以下步驟執行:
⑴ 選一個方程的近似根,賦給變數x0;
⑵ 將x0的值保存於變數x1,然後計算g(x1),並將結果存於變數x0;
⑶ 當x0與x1的差的絕對值還小於指定的精度要求時,重復步驟⑵的計算。
若方程有根,並且用上述方法計算出來的近似根序列收斂,則按上述方法求得的x0就認為是方程的根。上述演算法用C程序的形式表示為:
【演算法】迭代法求方程的根
{ x0=初始近似根;
do {
x1=x0;
x0=g(x1); /*按特定的方程計算新的近似根*/
} while (fabs(x0-x1)>Epsilon);
printf(「方程的近似根是%f\n」,x0);
}
迭代演算法也常用於求方程組的根,令
X=(x0,x1,…,xn-1)
設方程組為:
xi=gi(X) (I=0,1,…,n-1)
則求方程組根的迭代演算法可描述如下:
【演算法】迭代法求方程組的根
{ for (i=0;i
x=初始近似根;
do {
for (i=0;i
y=x;
for (i=0;i
x=gi(X);
for (delta=0.0,i=0;i
if (fabs(y-x)>delta) delta=fabs(y-x);
} while (delta>Epsilon);
for (i=0;i
printf(「變數x[%d]的近似根是 %f」,I,x);
printf(「\n」);
}
具體使用迭代法求根時應注意以下兩種可能發生的情況:
⑴ 如果方程無解,演算法求出的近似根序列就不會收斂,迭代過程會變成死循環,因此在使用迭代演算法前應先考察方程是否有解,並在程序中對迭代的次數給予限制;
⑵ 方程雖然有解,但迭代公式選擇不當,或迭代的初始近似根選擇不合理,也會導致迭代失敗。
遞歸
遞歸是設計和描述演算法的一種有力的工具,由於它在復雜演算法的描述中被經常採用,為此在進一步介紹其他演算法設計方法之前先討論它。
能採用遞歸描述的演算法通常有這樣的特徵:為求解規模為N的問題,設法將它分解成規模較小的問題,然後從這些小問題的解方便地構造出大問題的解,並且這些規模較小的問題也能採用同樣的分解和綜合方法,分解成規模更小的問題,並從這些更小問題的解構造出規模較大問題的解。特別地,當規模N=1時,能直接得解。
【問題】 編寫計算斐波那契(Fibonacci)數列的第n項函數fib(n)。
斐波那契數列為:0、1、1、2、3、……,即:
fib(0)=0;
fib⑴=1;
fib(n)=fib(n-1)+fib(n-2) (當n>1時)。
寫成遞歸函數有:
int fib(int n)
{ if (n==0) return 0;
if (n==1) return 1;
if (n>1) return fib(n-1)+fib(n-2);
}
遞歸演算法的執行過程分遞推和回歸兩個階段。在遞推階段,把較復雜的問題(規模為n)的求解推到比原問題簡單一些的問
題(規模小於n)的求解。例如上例中,求解fib(n),把它推到求解fib(n-1)和fib(n-2)。也就是說,為計算fib(n),必須先計算
fib(n-1)和fib(n-
2),而計算fib(n-1)和fib(n-2),又必須先計算fib(n-3)和fib(n-4)。依次類推,直至計算fib⑴和fib(0),分別能
立即得到結果1和0。在遞推階段,必須要有終止遞歸的情況。例如在函數fib中,當n為1和0的情況。
在回歸階段,當獲得最簡單情況的解後,逐級返回,依次得到稍復雜問題的解,例如得到fib⑴和fib(0)後,返回得到fib⑵的結果,……,在得到了fib(n-1)和fib(n-2)的結果後,返回得到fib(n)的結果。
在編寫遞歸函數時要注意,函數中的局部變數和參數知識局限於當前調用層,當遞推進入「簡單問題」層時,原來層次上的參數和局部變數便被隱蔽起來。在一系列「簡單問題」層,它們各有自己的參數和局部變數。
由於遞歸引起一系列的函數調用,並且可能會有一系列的重復計算,遞歸演算法的執行效率相對較低。當某個遞歸演算法能較方便地轉換成遞推演算法時,通常按遞推演算法編寫程序。例如上例計算斐波那契數列的第n項的函數fib(n)應採用遞推演算法,即從斐波那契數列的前兩項出發,逐次由前兩項計算出下一項,直至計算出要求的第n項。
【問題】 組合問題
問題描述:找出從自然數1、2、……、n中任取r個數的所有組合。例如n=5,r=3的所有組合為:⑴5、4、3 ⑵5、4、2 ⑶5、4、1
⑷5、3、2 ⑸5、3、1 ⑹5、2、1
⑺4、3、2 ⑻4、3、1 ⑼4、2、1
⑽3、2、1
分析所列的10個組合,可以採用這樣的遞歸思想來考慮求組合函數的演算法。設函數為void comb(int
m,int
k)為找出從自然數1、2、……、m中任取k個數的所有組合。當組合的第一個數字選定時,其後的數字是從餘下的m-1個數中取k-1數的組合。這就將求m
個數中取k個數的組合問題轉化成求m-1個數中取k-1個數的組合問題。設函數引入工作數組a[
]存放求出的組合的數字,約定函數將確定的k個數字組合的第一個數字放在a[k]中,當一個組合求出後,才將a[
]中的一個組合輸出。第一個數可以是m、m-1、……、k,函數將確定組合的第一個數字放入數組後,有兩種可能的選擇,因還未去頂組合的其餘元素,繼續遞
歸去確定;或因已確定了組合的全部元素,輸出這個組合。細節見以下程序中的函數comb。
【程序】
# include
# define MAXN 100
int a[MAXN];
void comb(int m,int k)
{ int i,j;
for (i=m;i>=k;i--)
{ a[k]=i;
if (k>1)
comb(i-1,k-1);
else
{ for (j=a[0];j>0;j--)
printf(「%4d」,a[j]);
printf(「\n」);
}
}
}
void main()
{ a[0]=3;
comb(5,3);
}
【問題】 背包問題
問題描述:有不同價值、不同重量的物品n件,求從這n件物品中選取一部分物品的選擇方案,使選中物品的總重量不超過指定的限制重量,但選中物品的價值之和最大。
設n
件物品的重量分別為w0、w1、…、wn-1,物品的價值分別為v0、v1、…、vn-1。採用遞歸尋找物品的選擇方案。設前面已有了多種選擇的方案,並
保留了其中總價值最大的方案於數組option[ ],該方案的總價值存於變數maxv。當前正在考察新方案,其物品選擇情況保存於數組cop[
]。假定當前方案已考慮了前i-1件物品,現在要考慮第i件物品;當前方案已包含的物品的重量之和為tw;至此,若其餘物品都選擇是可能的話,本方案能達
到的總價值的期望值為tv。演算法引入tv是當一旦當前方案的總價值的期望值也小於前面方案的總價值maxv時,繼續考察當前方案變成無意義的工作,應終止
當前方案,立即去考察下一個方案。因為當方案的總價值不比maxv大時,該方案不會被再考察,這同時保證函數後找到的方案一定會比前面的方案更好。
對於第i件物品的選擇考慮有兩種可能:
⑴ 考慮物品i被選擇,這種可能性僅當包含它不會超過方案總重量限制時才是可行的。選中後,繼續遞歸去考慮其餘物品的選擇。
⑵ 考慮物品i不被選擇,這種可能性僅當不包含物品i也有可能會找到價值更大的方案的情況。
按以上思想寫出遞歸演算法如下:
try(物品i,當前選擇已達到的重量和,本方案可能達到的總價值tv)
{ /*考慮物品i包含在當前方案中的可能性*/
if(包含物品i是可以接受的)
{ 將物品i包含在當前方案中;
if (i
try(i+1,tw+物品i的重量,tv);
else
/*又一個完整方案,因為它比前面的方案好,以它作為最佳方案*/
以當前方案作為臨時最佳方案保存;
恢復物品i不包含狀態;
}
/*考慮物品i不包含在當前方案中的可能性*/
if (不包含物品i僅是可男考慮的)
if (i
try(i+1,tw,tv-物品i的價值);
else
/*又一個完整方案,因它比前面的方案好,以它作為最佳方案*/
以當前方案作為臨時最佳方案保存;
}
為了理解上述演算法,特舉以下實例。設有4件物品,它們的重量和價值見表:
物品 0 1 2 3
重量 5 3 2 1
價值 4 4 3 1
並設限制重量為7。則按以上演算法,下圖表示找解過程。由圖知,一旦找到一個解,演算法就進一步找更好的佳。如能判定某個查找分支不會找到更好的解,演算法不會在該分支繼續查找,而是立即終止該分支,並去考察下一個分支。
按上述演算法編寫函數和程序如下:
【程序】
# include
# define N 100
double limitW,totV,maxV;
int option[N],cop[N];
struct { double weight;
double value;
}a[N];
int n;
void find(int i,double tw,double tv)
{ int k;
/*考慮物品i包含在當前方案中的可能性*/
if (tw+a.weight<=limitW)
{ cop=1;
if (i
else
{ for (k=0;k
option[k]=cop[k];
maxv=tv;
}
cop=0;
}
/*考慮物品i不包含在當前方案中的可能性*/
if (tv-a.value>maxV)
if (i
else
{ for (k=0;k
option[k]=cop[k];
maxv=tv-a.value;
}
}
void main()
{ int k;
double w,v;
printf(「輸入物品種數\n」);
scanf((「%d」,&n);
printf(「輸入各物品的重量和價值\n」);
for (totv=0.0,k=0;k
{ scanf(「%1f%1f」,&w,&v);
a[k].weight=w;
a[k].value=v;
totV+=V;
}
printf(「輸入限制重量\n」);
scanf(「%1f」,&limitV);
maxv=0.0;
for (k=0;k find(0,0.0,totV);
for (k=0;k
if (option[k]) printf(「%4d」,k+1);
printf(「\n總價值為%.2f\n」,maxv);
}
作為對比,下面以同樣的解題思想,考慮非遞歸的程序解。為了提高找解速度,程序不是簡單地逐一生成所有候選解,而是
從每個物品對候選解的影響來形成值得進一步考慮的候選解,一個候選解是通過依次考察每個物品形成的。對物品i的考察有這樣幾種情況:當該物品被包含在候選
解中依舊滿足解的總重量的限制,該物品被包含在候選解中是應該繼續考慮的;反之,該物品不應該包括在當前正在形成的候選解中。同樣地,僅當物品不被包括在
候選解中,還是有可能找到比目前臨時最佳解更好的候選解時,才去考慮該物品不被包括在候選解中;反之,該物品不包括在當前候選解中的方案也不應繼續考慮。
對於任一值得繼續考慮的方案,程序就去進一步考慮下一個物品。
【程序】
# include
# define N 100
double limitW;
int cop[N];
struct ele { double weight;
double value;
} a[N];
int k,n;
struct { int ;
double tw;
double tv;
}twv[N];
void next(int i,double tw,double tv)
{ twv.=1;
twv tw=tw;
twv tv=tv;
}
double find(struct ele *a,int n)
{ int i,k,f;
double maxv,tw,tv,totv;
maxv=0;
for (totv=0.0,k=0;k
totv+=a[k].value;
next(0,0.0,totv);
i=0;
While (i>=0)
{ f=twv.;
tw=twv tw;
tv=twv tv;
switch(f)
{ case 1: twv.++;
if (tw+a.weight<=limitW)
if (i
{ next(i+1,tw+a.weight,tv);
i++;
}
else
{ maxv=tv;
for (k=0;k
cop[k]=twv[k].!=0;
}
break;
case 0: i--;
break;
default: twv.=0;
if (tv-a.value>maxv)
if (i
{ next(i+1,tw,tv-a.value);
i++;
}
else
{ maxv=tv-a.value;
for (k=0;k
cop[k]=twv[k].!=0;
}
break;
}
}
return maxv;
}
void main()
{ double maxv;
printf(「輸入物品種數\n」);
scanf((「%d」,&n);
printf(「輸入限制重量\n」);
scanf(「%1f」,&limitW);
printf(「輸入各物品的重量和價值\n」);
for (k=0;k
scanf(「%1f%1f」,&a[k].weight,&a[k].value);
maxv=find(a,n);
printf(「\n選中的物品為\n」);
for (k=0;k
if (option[k]) printf(「%4d」,k+1);
printf(「\n總價值為%.2f\n」,maxv);
}
㈡ c語言怎麼學,從什麼地方開始學
1、程語語言其實是一個很初級的工具,但是又必須熟練的掌握它,學懂一門編程語言就好像學會了寫字,但是會寫字的人不見得會寫文章,而會寫文章又不見的寫得好。可是如果不會寫字,那就一定寫不出文章來。 2、在學習C語言之前,應該學好計算機基礎。裡面的很多概念對於C程序員都是非常重要的。如果在著手學習C之前,或者已經開始學習C,但是碰到了很多問題,應該再把計算機基礎的書拿來好好看看。如果有足夠的耐心,十足的毅力,應該再學習C語言之前學學匯編,這會對許多比較細膩的概念有清醒的認識。那麼可以在看完一遍C語言的教材後再看,但是一定要看一遍,一定會受益匪淺。不管看什麼書,先認真地看懂,不要貪速度,應該力求深入的理解。如果能夠比較熟練的解決一本教材上的所有習題,那麼就應該轉入對演算法的學習,盡管此時的C語言還稱不上精通,有許多細節問題還不了解,許多問題還沒有碰到,但是這些問題會在後面的工作和學習中得到解決的。 3、不需要多少資料,掌握一本《The C Programming Language》就足夠了。繼續學習就更加容易。建議不要找捷徑,通過考試除外,真正的水平提高是建立在編程實踐積累基礎上的,必須一個一個程序的完成才能提高。
㈢ 各位大俠:步進電機的啟動和停止最好轉速有個慢慢上升和慢慢下降的過程,這樣的話C語言怎麼寫啊
用一個循環調整轉速,每次循環等待10ms,速度增量自己定,循環100次。本質上是將連續過程變成階梯波。
如果你編寫過專門的控制語言(PLC的語言,運控器的語言,機器人語言,流程圖語言等),你就會熟練掌握類似方法,都是一個道理。不過C語言的強項並不是控制,而是面向過程的人機交互。如同機器人語言的強項是控制,而不是計算和人機交互。
㈣ 最近在學習人工神經網路演算法,哪位能發一個含有c語言原程序的BP演算法實例哪其它語言的也可以
附件是BP神經網路的C語言實現。
BP(Back Propagation)神經網路是86年由Rumelhart和McCelland為首的科學家小組提出,是一種按誤差逆傳播演算法訓練的多層前饋網路,是目前應用最廣泛的神經網路模型之一。BP網路能學習和存貯大量的輸入-輸出模式映射關系,而無需事前揭示描述這種映射關系的數學方程。它的學習規則是使用最速下降法,通過反向傳播來不斷調整網路的權值和閾值,使網路的誤差平方和最小。BP神經網路模型拓撲結構包括輸入層(input)、隱層(hidden layer)和輸出層(output layer)。
㈤ 如何學習C語言
學習方法是:
1、課前預習,課後復習,認真做課堂、課後的作業,理解理論知識。
2、記住語法規則。
3、加強邏輯思維。
4、多動手,通過練習上機了解它的運行過程。
5、實踐—>理論—>再實踐,剛開始學習C語言時,按示例練習,並推動理論的學習,然後再自己多思考,多上機實踐。
拓展資料
C語言是一門通用計算機編程語言,廣泛應用於底層開發。C語言的設計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、產生少量的機器碼以及不需要任何運行環境支持便能運行的編程語言。
盡管C語言提供了許多低級處理的功能,但仍然保持著良好跨平台的特性,以一個標准規格寫出的C語言程序可在許多電腦平台上進行編譯,甚至包含一些嵌入式處理器(單片機或稱MCU)以及超級電腦等作業平台。
㈥ 最速下降法的c語言編程,急求大神
// this program made by lusiyuan
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#define N 10
#define eps pow(10,-6)
double f(double x[],double g[],double t)
{
double s;
s=pow(x[0]-t*g[0],2)+4*pow(x[1]-t*g[1],2);
return s;
}
void sb(double *a,double *b,double x[],double g[])
{
double t0,t1,t,h,alpha,f0,f1;
int k=0;
t0=10; /*初始值*/
h=1; /*初始步長*/
alpha=2; /*加步系數*/
f0=f(x,g,t0);
t1=t0+h;
f1=f(x,g,t1);
while(1)
{
if(f1<f0)
{
h=alpha*h; t=t0;
t0=t1; f0=f1;
k++;
}
else
{
if(k==0)
{h=-h;t=t1;}
else
{
*a=t<t1?t:t1;
*b=t>t1?t:t1;
break;
}
}
t1=t0+h;
f1=f(x,g,t1);
}
}
double hjfg(double x[],double g[])
{
double beta,t1,t2,t;
double f1,f2;
double a=0,b=0;
double *c,*d;
c=&a,d=&b;
sb(c,d,x,g);
printf("\n[a,b]=[%lf,%lf]",a,b);
beta=(sqrt(5)-1.0)/2;
t2=a+beta*(b-a); f2=f(x,g,t2);
t1=a+b-t2; f1=f(x,g,t1);
while(1)
{
if(fabs(t1-t2)< eps)
break;
else
{
if(f1<f2)
{
t=(t1+t2)/2; b=t2;
t2=t1; f2=f1;
t1=a+b-t2; f1=f(x,g,t1);
}
else
{
a=t1; t1=t2;
f1=f2; t2=a+beta*(b-a);
f2=f(x,g,t2);
}
}
}
t=(t1+t2)/2;
return t;
}
void zsxjf()
{
double x[N],g[N],t=0,f0,mod;
int i,n;
printf("請輸入n(為幾元函數)=");
scanf("%d",&n);
printf("\n請輸入初始值:\n");
for(i=0;i<n;i++)
scanf("%lf",&x[i]);
f0=f(x,g,t);
g[0]=2*x[0]; g[1]=8*x[1];
t=hjfg(x,g);
printf("\nt=%lf",t);
while(1)
{
mod=sqrt(pow(g[0],2)+pow(g[1],2));
printf("\nmod=%lf",mod);
if(mod<eps)
break;
else
{
x[0]=x[0]-t*g[0];
x[1]=x[1]-t*g[1];
f0=f(x,g,t);
g[0]=2*x[0];
g[1]=8*x[1];
t=hjfg(x,g);
}
printf("\n-----------------------------------------------");
printf("\nt=%lf",t);
}
printf("\n最優解為:x%d=%lf,x%d=%lf",1,x[0],2,x[1]);
printf("\n函數最有值為:f=%lf",f(x,g,t));
}
int main()
{
zsxjf();
}
編譯通過,這種代碼很好寫的。
㈦ c語言中如何讓while(1)下的一個程序在條件滿足時(條件保持不變)只執行一次,不要反復的執行
while(1) //while循環語句1就是真(條件成立),0就是假(條件不成立)
//while(1)永遠都是真,如果內部沒有跳出語句,那就是個死循環。
{
//car_in
if(car_in==0)//if條件判斷語句(car_in=0,就是p1^0埠低電位時)
{
ms_delay(10);//延時消抖後再次判斷條件是否成立
while(!car_in);//判斷按鍵完全釋放?
num--; //條件成立,總數減1,也就是99-1
}
//car_out
if(car_out==0)//if條件判斷語句(car_out=0,就是p1^1埠低電位時)
{
ms_delay(10); //延時消抖後再次判斷條件是否成立
while(!car_out);//判斷按鍵完全釋放?
num++; //條件成立,總數加1,也就是99+1
}
//
if(num>99) //判斷總數num是否大於99
{
num=99; //如果總數num大於99,總數num賦值99,就是最大值就是顯示99
}
elseif(num<0) //判斷總數num是否小於0
{
num=0; //如果總數小於0,總數num賦值0,就是最小值就是顯示0
}
display(num);//顯示總數
}
//if(car_out==0)// if條件判斷語句 (car_out=0,就是p1^1埠低電位時)
{
ms_delay(10); //延時消抖 後再次判斷條件是否成立
if(car_out==0)//你這里的方法不妥當。單片機處理速度很快,這樣肯定會一按下去判斷很多 //次了,我這上面這里做了小修改,你試試
{
num++; //條件成立,總數加1,也就是99+1
}
}
㈧ 請求:單片機控制步進電機C語言編程
你描述的要求不是很明了,應該分步描述,每一步的要求分步寫出來,大家容易看懂.
明白你的意思了!
只有兩個口控制步進電機的話,需要外加步進電機驅動器.
p1.0控制方向,p1.0是1(0)電機向前,p1.0是0(1)步進電機向後
p1.1控制步數和速度,用一個PWM就可以了,直接用定時器來控制.pwm頻率越高速度越快,但要用在定時器中斷裡面計算步進的步數來確定走了多遠.
至於你說的中斷信號,可以用循環掃描的方法,在程序中掃描輸入中斷信號,當檢測到信號後改變P1.5的電平,即可點亮LED
㈨ 俄羅斯方塊下降的速度是通過什麼技術實現的
俄羅斯方塊實現下降速度使用編程技術:JAVA,C語言,C#。
俄羅斯方塊
俄羅斯方塊是款非常流行的小游戲,通過七個方塊的旋轉和位移,構成各種變幻莫測的圖案。而游戲者也在不斷的疊加和消除中找到樂趣。
從編程的角度來說,這個游戲混合了鍵盤事件,定時器,隨機數,滑鼠事件(如果沒有菜單,這個也不是必需的),數據結構比較清晰,演算法比較靈活,圖形是比較簡單的矩形,所以很適合剛學習完某種語言的語法又想做點什麼的初學者。
本文使用的語言包括:c(Turboc2.0,VC6.0),JAVA(Applet),c#(.NET2003)
編寫這個游戲的基本過程是:
首先,把這七個方塊用一種數據結構存儲起來
其次,在游戲中將這七個方塊隨機挑選出來並顯示在屏幕上,根據鍵盤事件進行旋轉
最後,判斷到達底部的方塊是簡單疊加還是引發消除事件
另外,對這個游戲來說,還有一些記分和過關加速的規則,這些會穿插在上面的內容中講述。
1存儲和旋轉七個方塊
對於OOP語言(JAVA,C#)來講,可以寫一個數據結構類,處理本游戲中的全部數據。在界面中調用這個類,以實現界面操作與數據結構分離。在後面展示這兩個數據結構類的時候,會發現除了語法外,這兩個類是基本相同的(把C#的類改了改,再加上鍵盤操作就成Applet了)。
對於過程化語言(c)來說,界面顯示函數與數據結構函數地位相當,所以在形式上稍微分分就行了。
1.1存儲七個方塊
普通俄羅斯方塊游戲中,只有七個基本方塊:|,Z,N,L,7,|-,O,如果加上旋轉,一共是19種方塊(要注意哦,最後一個正方形的方塊不能旋轉)。這19種方塊都可以畫在一個4*4的方格中。
於是就有兩個方法:一個是只存儲七個方塊,在游戲運行的時候計算旋轉後的方塊形狀;另一個是將19種方塊全部存儲起來,在游戲運行的時候計算取其中的哪個方塊。
另外,考慮到4*4是16,而一個int正好是16位(TC2是16位,其他的是32位),所以可以把一個方塊存儲在一個int數據中,取出的時候,判斷它的每個bit位,為1處有小方塊,為0處是空白。
分別用二維數組和bit的方法來表示這19個方塊:
int blocks_shape[19][16]={
0,0,0,0,1,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,/*11*/
0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,/*12*/
0,0,0,0,0,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,0,/*21*/
0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,/*22*/
0,0,0,0,1,1,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,/*31*/
0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,/*32*/
0,0,0,0,0,0,1,0,1,1,1,0,0,0,0,0,/*33*/
0,0,0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,/*34*/
0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,/*41*/
0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,/*42*/
0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,/*43*/
0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,/*44*/
0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,/*51*/
0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,/*52*/
0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,1,0,0,/*53*/
0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,/*54*/
0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,/*61*/
0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,/*62*/
0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,/*71*/
};
注釋里第一個數字表示方塊編號,第二個數字表示該方塊的第幾個變形。
private int[] blocks_shape = {3168,1224,1728,2244,3712,2188,736,3140,2272,1100,3616,3208,1248,1220,228,2248,3840,17476,3264};
顯然,第二種方法節約了一些內存。
1.2旋轉七個方塊
在游戲中計算旋轉後的方塊形狀:
這個其實就是考考二維坐標知識。還是不貼圖。先在腦袋裡想像一個4*4的方格,上面有個|-。|佔三個方格的長度,-佔一個。以左下角為原點,從左向右畫x軸;從下向上畫y軸。如果在游戲中想逆時針旋轉方塊,就把這個坐標軸順時針旋轉一次。多想幾遍得到結論:原來的x坐標與新的y坐標相同,原來的y坐標與新的x坐標方向正好相反。這里的「相反」意思是,原來是4,現在是1,原來是2,現在是3。語言不好表達啦,不過想通的話就很容易理解。
在游戲中計算調用19個方塊中的哪個方塊:
將19個方塊存入數組後,再設一數組告訴程序哪七個下標是七個基本方塊。比如:private int[] start_bricks = {0,2,4,8,12,16,18};每次隨機產生的方塊下標都為start_bricks里的元素。當游戲者旋轉方塊時,將當前方塊下標加1,再判斷加1後的下標是否在start_bricks里。如果在的話,說明已經是另一個形狀了,舍掉,使用start_bricks里原來的下標。最後根據此下標在blocks_shape數組中取出形狀,顯示在屏幕上。
看看代碼。
private int[] bricks = {3168,1224,1728,2244,3712,2188,736,3140,2272,1100,3616,3208,1248,1220,228,2248,3840,17476,3264};
private int[] start_bricks = {0,2,4,8,12,16,18};
/*mid是當前方塊在bricks中的下標*/
for(i=0;i<7;i++)
{
if(mid+1==start_bricks[i])
/*如果mid加1後是start_bricks中的元素*/
/*則還是取start_bricks中原來的元素,即七個基本方塊之一,不讓它變形*/
mid=start_bricks[i-1];
}
2方塊落下的處理
2.1判斷方塊已經到達底部或是否碰到牆壁
不論是用二維數組還是用bit的方法存儲的方塊,最終都需要遍歷方塊的16個小方塊中為1的地方是否將會碰到障礙物。「將會」指的是方塊如果向左,向右,向下移動後就會碰到障礙物;「障礙物」指的是左右下牆壁和底部已經落下未被消除的小方塊。
比較困難的地方,就是把為1的地方轉換為相應的坐標,用此坐標判斷是否碰到了障礙物。用旋轉的辦法比較簡單,根據旋轉的方向轉換一下坐標就可以了。如果採用存儲19個方塊的方法的話,直接看下程序:
用二維數組:
/*遍歷16個小方塊*/
for(j=0;j<16;j++)
{
/*此處有小方塊,判斷它是否碰到障礙物*/
if(blocks_shape[i][j]==1)
{
/*a,b是方塊左上角坐標,aaa,bbb是新得到的小方塊的坐標*/
aaa=a-1+j/4;
bbb=b+j%4;
if( ( aaa==h )||( aa[aaa][bbb]>0 )||( bbb<0 )||( bbb>9 ) )
/*aaa==h表示該小塊已經到達底部;aa[aaa][bbb]>0表示底部該位置已經有了小方塊*/
{
/*返回false,表示會碰到障礙物*/
return false;
}
}
}
用bit與此類似,只是多了一個移位處理:
for(int i=0;i<16;i++)
{
/*num是當前方塊的int值,a,b是當前方塊的左上角坐標*/
if( (num>>(15-i)&1)!=0 )/*此位為1*/
{
if( (a+i/4>22)||(b+i%4<0)||(b+i%4>11) )/*取得新坐標並加以判斷*/
{
flag=false;
break;
}
if( (arr[a+i/4][b+i%4]>0) )/*底部該位置是否有已經落下的小方塊*/
{
flag=false;
break;
}
}
}
2.2消除一行
判斷到方塊落下後,就開始檢查是否有滿足消除條件的行了。
規則很簡單:只要某行被小方塊全部填充,該行就被消除,上面的小方塊全部下移一行。所以,只要把原來的小方塊全部擦去,計算完新方塊位置後,再全部畫出就可以了,計算的時候,可以遍歷整個游戲區域,看有沒有可以消除的行。但是在實際編程中就會發現,這樣的設計雖然簡單,但是計算量大,而且會引起閃爍(因為是整個擦除和重畫),效果不是很好。仔細觀察這個游戲,就會發現,其實每次消除的時候,只要判斷當前方塊所在的四行就足夠了。在編程的時候,還可以為方塊設一個最高高度h,每次刷新的時候,只刷新從h到當前方塊底部的行。雖然這樣有點煩瑣,但是節約了計算時間,減少了重繪面積,效果還是挺明顯的。
另外,一些關於這個游戲演算法的介紹,有人建議把隨機產生下一個方塊的計算放在當前方塊正在下落的時候,因為那時比較空閑。總之,只要用心去想,一定會寫出代碼緊湊,資源利用合理,界面舒適的游戲。