乙巳🐍年

acc8226 的博客

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贪心算法（greedy algorithm）。贪心算法有很多经典的应用，比如霍夫曼编码（Huffman Coding）、Prim 和 Kruskal 最小生成树算法、还有 Dijkstra 单源最短路径算法。最小生成树算法和最短路径算法我们后面会讲到，所以我们今天讲下霍夫曼编码，看看它是如何利用贪心算法来实现对数据压缩编码，有效节省数据存储空间的。

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递归树与时间复杂度分析

我们前面讲过，递归的思想就是，将大问题分解为小问题来求解，然后再将小问题分解为小小问题。这样一层一层地分解，直到问题的数据规模被分解得足够小，不用继续递归分解为止。

如果我们把这个一层一层的分解过程画成图，它其实就是一棵树。我们给这棵树起一个名字，叫作递归树。我这里画了一棵斐波那契数列的递归树，你可以看看。节点里的数字表示数据的规模，一个节点的求解可以分解为左右子节点两个问题的求解。

通过这个例子，你对递归树的样子应该有个感性的认识了，看起来并不复杂。现在，我们就来看，如何用递归树来求解时间复杂度。

归并排序的原理我就不详细介绍了，如果你忘记了，可以回看一下第 12 节的内容。归并排序每次会将数据规模一分为二。我们把归并排序画成递归树，就是下面这个样子：

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1 安装 gcc 环境

选择 1 Mingw-w64

Downloads - MinGW-w64

选择 2 MSYS2

msys2 包地址 ｜ 镜像

以自解压版为例
https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/msys2/distrib/x86_64/msys2-base-x86_64-20230718.sfx.exe

1. 下载自解压程序
https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/msys2/distrib/x86_64/msys2-base-x86_64-20230718.sfx.exe

2. 双击 ucrt64.exe 进入终端并执行

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pacman -S --needed base-devel mingw-w64-x86_64-toolchain

2 从 Hello World 开始

编辑

创建 hello.c，输入以下代码：

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#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello world!\n");
    return 0;
}

编译

编译器可以将源代码转换成机器语言，在编译过程中，会找出错误并报告。这个阶段的输入是在编辑期间产生的文件，常称为源文件。

gcc -c hello.c

注：GCC 是由 GNU 开发的编程语言编译器，用来编译 C 语言程序。

链接

链接器将源代码文件中由编译器产生的各种对象模块组合起来，再从 C 语言提供的程序库中添加必要的代码模块，将它们组合成一个可执行文件。

gcc -o hello hello.o

多数情况下，我们可以通过 gcc -o hello hello.c 命令，调用编译器 GCC 对文件 abc.c 进行编译，完成了 “预处理-编译-汇编-链接”，生成了可执行文件 hello。

运行

./hello

3 IDE 选择

Visual Studio 是非常全能的选择，界面也较为现代。

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什么是计算机程序

程序：一组计算机能识别和执行的指令。每一条指令是计算机执行特定的操作；计算机的一切操作都是由程序控制的，离开程序，计算机将一事无成。

什么是计算机语言

[发展阶段]

  1. 机器语言 一种计算机能直接识别和接受的二进制代码称为机器指令。机器指令的集合就是计算机的机器语言。
  2. 符号语言 为了克服机器语言的上述缺点，用一些英文字母和数字表示一个指令，显然计算机并不能直接识别和执行符号语言的指令。一般，一条符号语言的指令对应一条机器指令。该过程称为"代真"或"汇编"，因此，符号语言又称为符号汇编语言或汇编语言。
  3. 高级语言 克服了低级语言的缺点。

程序设计的任务

(1)问题分析 (2)设计算法 (3)编写程序 (4)对源程序进行编辑，编译和连接 (5)运行程序,分析结果

编程用软件

Visual Studio Code - Code Editing. Redefined

可通过使用 “Configure Display Language” 命令可以切换中英文。
按 Ctrl + Shift + P 调出命令面板，然后开始键入 “display” 以筛选和显示配置显示语言命令。

C++ programming with Visual Studio Code 文档

算法-程序的灵魂

什么是算法

一个程序主要包括一下两个方面的信息(1)对数据的描述 (2)对操作的描述
我们不要以为只有计算的问题才有算法，广义的说，为解决一个问题而采取的方法和步骤称为算法。

算法的特性
(1)有穷性 (2)稳定性 (3)有零个或多个输入 (4)有一个或多个输出 (5)有效性

怎样表示一个算法
(1)自然语言表示 (2)流程图表示 (3)N-S图表示 (4)伪代码表示 (5)计算机语言表示

结构化程序设计方法
(1)自顶向下 (2)逐步细化 (3)模块化设计 (4)结构化编码

作业

  1. 熟悉 VS Code 软件并进行编程，安装 C 语言开发环境，完成 hello world 作业。
  2. 尝试注册 csdn 账号，下载安装学习使用 git for windows, 再去开通熟悉 gitcode 的使用，新建一个 c 语言项目，最终做到使用 git 同步到 gitcode。

排错

程序编译时出现以下提示，是 没将stdio.h 包含在代码中
[Warning] incompatible implicit declaration of built-in function ‘printf’

记录

C 语言编程由函数构成，每个函数由变量定义说明和算法执行两大部分组成。

参考

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顺序程序设计

  1. 定义声明
  2. 列出表达语句
  3. 输出结果

数据的表现形式机器运算

3 种常见数据类型

  1. 整型(不带小数点的数据类型)
  2. 实型(带小数点的数据类型)
  3. 字符型(仅含一个字符的数据类型)

常量和变量

计算机高级语言中，数据的两种表现形式

[1] 常量
(1)整型常量 + 号可省略,- 号不可省，默认为 int，超出为 long，如果需要手动表示，则后加 L 或者 l(L 更突出)，但都是 4 个字节
(2)实型常量，十进制小数形式和指数形式 (float 和 double 型，字面量 3.0 默认为 double 类型，当然可加 F 或 f 表示成 float 类型)
(3)字符常量，由一对单引号引起，其内部存储的对应字符的 ASCII 码，包括普通字符和转义字符

转义字符及其作用

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\n 换行
\t Tab键
\' 单引号
\" 双引号
\? 问号(直接写也可以的)
\\ 反斜杠
\a 警号
\b 退格(退格键，光标删除前一个字符并左移一位);
\ddd  三位的 d 八进制数字 常用的有 \012 或者 \12 代表换行
\xhh  两位的**十六进制**数字对应的 ASCII 码

\0,\00,\000,
\x0,\x00,\x000 都是指空字符

(4)字符串常量
(5)符号常量(例如 #define PI 3.1415)

[2]  变量：变量必须先定义后使用
[3]  常变量 const int a = 3;
[4]  标识符：对变量名,符号常量名,函数,数组,类型等命名的有效字符序列

数据类型

[int]整型  vc 中四个字节，在存储单元中的存储方式是整数的补码, 范围是 -2(31) 到 2(31)-1 即 -2147483648 到 2147483647，无符号为 0-4294967295
 [short]短整型

  • 有符号为 -2(15)到 2(15)-1 即 -32768 到 32767
  • 无符号为 0-65535

[long]长整型 在 vc 中与 int 一样在 C 语言中，有 [signed] long [int]，即在有些条件下括号内的是可以省略的。

[char]字符型  -128-127 无符号为 0-255 以整数形式(字符的 ASCII 码)存在内存

[float]单精度浮点型 字节数 4 有效数字 6(指小数部分) 也就是 float 能得到 6 位小数，数值范围 0 以及正负 1.2*10(-38 次方) 到 3.4*10(38 次方)

[double]双精度浮点型 字节数 8 有效数字 15 数值范围 0 及 2.3*10(-308次方) 到 1.7*10(308)

这样确定常量的类型

对于字符型，只要有单撇号扩起来的的单个字符或转义字符，对于数值常量按以下规律
整型 不带小数点的数值，在一个整数的末尾加大写字母 L 或小写字母 l，表示是长整型都分配四个字节,因此没有必要用 long int 型。
浮点型常量 凡小数形式或指数形式出现的实数，如 10.0 是浮点型常量。可以在常量的末尾加专用字符，强制指定常量的类型加 F/f 表示 float 型，分配四个字节。如果在实型常量后面加 L/l，则表示指定此常量为 long double

运算符和表达式

(1)基本的运算符
(2)自增自减运算符
(3)表达式和运算符的优先级与结合性
(4)不同类型数据间的混合运算
(5)强制类型 转换运算符
(double)a;
(int)(x+y);
(float)(5%3)
其基本形式为(类型名)(表达式)
(6)C 运算符

C 语句

C 语句及其作用及其分类 声明部分不是语句，它不产生机器指令，只是对有关数据的声明。

一个函数由数据声明部分和执行语句执行.

C 语言分为以下 5 类

(1)控制语句
(2)函数调用语句 由一个函数调用加一个分号组成
(3)表达式语句
(4)空语句
(5)复合语句：复合语句常用在 if 语句或循环中，此时程序需要连续执行一组语句。而且在复合语句中最后一句的分号不能省略不写。

数据的输入与输出

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printf 函数中常用格式字符
c    输出一个字符，若一个整数在 0~127 之间，作为 ASCII 码转换为相应字符
d,i  输出带符号的十进制数(正数没 +,负数有 -)，也可以在d前面加数字
ld   输出长整型
s    输出字符串 如下("%s%s\n","c",",p");
f    输出实数，包括 float, double, long double，其中 (%m.nf) 制定数据宽度和小数位数，m 可以省略, m 为正代表右对齐,为负代表左对齐
e,E  输出指数形式，vc 下默认 1.6e4 位，共 13 位数，大写 E 则结果有 E，否则为 e
g,G  输出浮点数，系统自动选取 f 或 e 格式中长度较短的格式，不输出无意义的 0
o    输出不带符号的八进制
x,X  输出十六进制
u    输出无符号整数

对于 float 和 double 型, 请分别用 scanf("%f", &inch) 和 scanf("%lf", &inch) 进行输入

字符数据的输入与输出

getchar() 这里无参数
putchar(c1)

puts(字符数组); // 会在字符串最后自动加上 ‘\0’ 最终转换为 ‘\n’ 作为换行的意思，所以 putchar() 也有一样的作用
gets(字符数组)

以上都是一些非格式化的输入/输出

使用数学公式

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#include <stdio.h>  
#include <math.h>

// 求一个公式
int main() {
  pow(3, 2);
}

恶心的语法

i+j 指的是 i()+j

参考

谭浩强著《C 程序设计》

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