算法设计与实现需求:贪心算法/分治算法应用

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1. 需求背景

需要解决一个具有实际应用场景的优化或计算问题,要求通过贪心算法分治算法高效实现。目标可能是:最短路径、任务调度、资源分配、最大子数组和、归并排序优化等。

2. 问题描述

候选问题(任选其一)

贪心算法方向

  • 问题A:区间调度最大化
    给定一组任务的开始和结束时间,选择尽可能多的不重叠任务。
  • 问题B:找零钱问题
    用最少数量的硬币凑出指定金额(硬币面值已定)。
  • 问题C:Huffman编码压缩
    根据字符频率构建最优前缀编码树。

分治算法方向

  • 问题D:快速排序优化
    针对大规模数据实现三路划分的快速排序。
  • 问题E:最近点对问题
    在二维平面中找出距离最近的两个点。
  • 问题F:矩阵乘法(Strassen算法)
    用分治策略优化矩阵乘法计算。

3. 交付要求

  1. 算法设计

    • 说明贪心选择性质或分治的递归拆分策略。
    • 给出伪代码或流程图。
  2. 代码实现

    • 使用Python/Java/C++等语言实现,要求代码可运行。
  3. 复杂度分析

    • 分析时间/空间复杂度,对比暴力解法。
  4. 测试用例

    • 提供至少3组输入输出样例(包括边界情况)。

4. 示例参考(贪心算法-区间调度)

输入

python

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intervals = [(1, 3), (2, 5), (4, 7), (6, 9)]

输出

python

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[(1, 3), (4, 7)]  # 最多选择2个不重叠区间

贪心策略

按结束时间排序,每次选最早结束且不冲突的区间。