Algoritmos: 3 Livros Em 1:

De Jideon F Marques

Livro 1 Você já se perguntou como um programador desenvolve jogos e escreve código sem ter que pensar muito? Você quer saber o que deixa um programador confiante sobre o código que escreve? Você quer aprender como os programadores usam algoritmos para determinar como estruturar seus programas antes de desenvolvê-los? Se você fez isso, este livro é para você. Um algoritmo é um conjunto de regras ou instruções que você fornece a um sistema. O sistema executa um processo específico para responder a uma pergunta usando estas instruções. Como amador ou especialista, é importante que você entenda o que é um algoritmo e como deve defini-lo. Depois de aprender a desenvolver um algoritmo, você poderá aprender facilmente a desenvolver código para executar esse algoritmo. Ao longo deste livro, você aprenderá o seguinte: • Algoritmos e suas características • Como você deve definir o algoritmo • Tipos de algoritmos • Analisar um algoritmo com base em complexidades de tempo e espaço • Escrever código tendo um algoritmo em mente • E mais! Este livro também mostrará como implementar os algoritmos de classificação e pesquisa usando as linguagens de programação C e Java, já que essas são as linguagens mais comuns usadas pelos programadores. Tenha em mente que um algoritmo é apenas um conjunto de instruções, e isso significa que você pode usar um algoritmo para escrever código usando diferentes linguagens de programação. Você só precisará entender as propriedades da linguagem de programação e usar a sintaxe correta. Livro 2 Você está interessado em aprofundar seu conhecimento sobre algoritmos? Você quer aprender como eles funcionam para problemas do mundo real? Então você veio ao lugar certo. Este guia orientará você no design de algoritmos antes de se aprofundar em algumas das principais técnicas de design. Aqui está o que você aprenderá: • As etapas envolvidas no projeto de um algoritmo • As principais técnicas de design de algoritmos • O algoritmo Dividir e Conquistar • O algoritmo ganancioso • Uma visão geral das listas vinculadasA primeira parte aborda listas avançadas, incluindo:Este livro foi dividido em quatro partes:Você está estudando ciência de dados e quer aprofundar seu aprendizado? As estruturas de dados são parte integrante da ciência de dados, do aprendizado de máquina e dos algoritmos, todos destinados a resolver desafios de programação que podem parecer intransponíveis à primeira vista. Estruturas de dados avançadas para algoritmos baseiam-se em seu conhecimento atual, aprofundando seu aprendizado e ensinando como resolver até os desafios mais complicados.Livro 3Incluídos estão vários designs de algoritmos e implementações de código para mostrar como tudo funciona.E tudo o que vem com eles.• Recursão e retrocesso • O Algoritmo Randomizado• O Algoritmo Branch and Bound• Programação Dinâmica • Listas duplamente vinculadas • Listas vinculadas XOR • Listas auto-organizadas • Listas vinculadas desenroladas< /span>Se você deseja aprimorar seu conhecimento sobre estruturas de dados para algoritmos, você está no lugar certo.Você encontrará bastante código exemplos para ajudá-lo a entender as coisas e explicações de bom senso.• Heapsorts iterativos• Heaps K-ary• Heaps de esquerda• Heaps de Fibonacci• Heaps binomiais• Uma breve discussão sobre heaps bináriosA Parte Quatro cobre montes e filas de prioridade, incluindo:A Parte Três discute conjuntos disjuntos ou achados de união, como às vezes são conhecidos.• N-ário• Treap • Árvores de bode expiatório• Árvores rubro-negras• Árvores AVL• Fenwick árvores• Árvores experimentais• Árvores segmentadas A segunda parte abrange árvores.

• Idioma: Português
• Editora: Clube de Autores
• Data de lançamento: 18 de dez. de 2023

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Algoritmos: 3 livros em 1: Guia prático para aprender algoritmos para iniciantes + Projetar algoritmos para resolver problemas comuns + Estruturas de dados avançadas para algoritmos

Algoritmos: 3 livros em 1

Guia prático para aprender algoritmos para iniciantes +

Projetar algoritmos para resolver problemas comuns +

Estruturas de dados avançadas para algoritmos

Por Jideon Marques

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Índice

ALGORITMOS

Guia prático para aprender algoritmos para iniciantes

Introdução

Capítulo um:Introdução aos Algoritmos

Associação entre Algoritmos e Ciência da Computação

Características de um algoritmo

Projetando um Algoritmo

Como identificar o melhor algoritmo

Compreendendo o algoritmo básico que impulsiona a vida digitalmente

Benefícios do pensamento algorítmico

Prós e contras

Capítulo dois:Tipos de algoritmos

Algoritmo de retrocesso

Algoritmo de Força Bruta

Algoritmo de Divisão e Conquista

Algoritmo de Programação Dinâmica

Algoritmo ganancioso

Algoritmo Randomizado

Algoritmo Recursivo Simples

Capítulo três:Descrevendo Algoritmos

Capítulo quatro:Manipulação de erros

Verificando exceções

Definindo Exceções

Padrões de casos especiais

Nulos

Mensagens de erro comuns

Lidando com erros

Capítulo Cinco:Análise de Algoritmos

Importância da Análise

Métodos de Análise

Complexidades Espaciais

Compreendendo a recursão

Capítulo Seis:Uma introdução aos programas de escrita

Princípios de Programação

Objetos e Classes

Tipos de dados

Operações

Capítulo Sete:Tipos de linguagens de programação

Definição

Tipos de linguagens de programação

Linguagens de programação

Capítulo Oito:Técnicas de programação importantes

Matrizes

Construindo Grandes Programas

Lógica bit a bit

Lógica Booleana

Fechamentos

Simultaneidade

Decisão ou Seleção

Acesso ao disco

Imutabilidade

Interagindo com a linha de comando

Interagindo com o sistema operacional

Lambdas

Loops e repetições

Listas vinculadas

Aritmética Modular

Ponteiros

Chamadas seguras

Escala e números aleatórios

Cordas

Estruturas

Manipulação de Texto

Trigonometria

Variáveis

Capítulo Nove:Testando o Programa

Leis do TTD

Mantendo os testes limpos

Testando as habilidades do código

Testes Limpos

Características dos testes

Capítulo Dez:Algoritmos de classificação e pesquisa

Pesquisando Algoritmos

Algoritmos de classificação

Capítulo Onze:Controle de Loop e Tomada de Decisão

Tomando uma decisão

Declarações de Loop

Declarações de controle de loop

Capítulo Doze:Introdução às estruturas de dados

A declaração estrutural

Acessando Membros da Estrutura

Usando estruturas como argumentos

Usando ponteiros em estruturas

Palavra-chave TypeDef

Capítulo Treze:Comentários e formatação

Comentários

Formatação

Capítulo Quatorze:Depuração

Conclusão

Recursos

ALGORITMOS

Projetar algoritmos para resolver problemas comuns

Introdução

Capítulo 1:Projetando um Algoritmo

Projetando um Algoritmo

Técnicas de Design de Algoritmos

Capítulo 2:Dividir e conquistar

Ordenação rápida

Mesclarsort

Par de pontos mais próximo

Capítulo 3:Algoritmos gananciosos

Criando um algoritmo ganancioso

Exemplos de algoritmos gananciosos

Algoritmo ganancioso para colorir gráfico

Construindo uma árvore Huffman

Capítulo 4:Programaçao dinamica

Subproblemas

Memoização com números de Fibonacci

Processo de Programação Dinâmica

Paradoxo da Escolha: Programação Dinâmica de Múltiplas Opções

Análise de tempo de execução de programas dinâmicos

Algoritmos de Programação Dinâmica

Algoritmo Bellman-Ford

capítulo 5:Filial e Limite

Mochila usando Branch and Bound

Filial e Limite

Usando Branch and Bound para gerar strings binárias

de comprimento N

Capítulo 6:Algoritmo Randomizado

Probabilidade Condicional

Variáveis aleatórias

Como analisar algoritmos randomizados

Algoritmos Randomizados – Classificação e Aplicação

Capítulo 7:Recursão e retrocesso

Recursão

Retrocesso

O problema da turnê do cavaleiro

Soma do Subconjunto

Conclusão

Recursos

Algoritmos

Estruturas de dados avançadas para algoritmos

Introdução

Parte 1:Listas Avançadas

Listas vinculadas

Lista Duplamente Vinculada

Listas vinculadas XOR

Listas auto-organizadas

Lista vinculada desenrolada

Parte 2:Árvores Avançadas

Árvores de segmento

Experimente estruturas de dados

Árvore Fenwick

Árvore AVL

Árvore Vermelha Negra

Árvores de bode expiatório

Armadilha

Árvore N-ária

Parte 3:Conjuntos Disjuntos

Estruturas de dados de conjuntos disjuntos

Parte 4:Heaps avançados e filas prioritárias

Heap binário ou árvore de pesquisa binária para filas prioritárias?

Pilha Binomial

Pilha de Fibonacci

Pilha Esquerdista

Pilha K-ary

Heapsort/HeapSort Iterativo

Conclusão

Algoritmos

Guia prático para aprender algoritmos para iniciantes Introdução

Se você deseja entrar no mundo da programação e codificação, você deve entender o básico. Você não pode desenvolver programas ou produtos complexos com conhecimento limitado de programação. Na base de todo programa de computador existe um algoritmo. Se você deseja escrever um código eficiente e eficaz, você deve primeiro escrever algoritmos e, para fazer isso, você deve entender o que é um algoritmo. Esta é a única maneira de desenvolver o programa certo.

Se você não tem certeza do que é um algoritmo ou deseja aprender o básico novamente, você está no lugar certo. Este livro contém todas as informações que você precisa para entender algoritmos e como eles podem ser usados para desenvolver bons códigos ou programas. Você deve desenvolver o algoritmo certo, especialmente se quiser escrever o código perfeito. Um algoritmo é um conjunto de regras ou instruções que indicam a uma máquina ou computador o processo que ela deve seguir para alcançar o resultado.

Ao longo do livro, você aprenderá sobre os diferentes tipos de algoritmos e como eles podem ser usados para resolver diversos problemas. O livro também apresenta alguns conceitos de programação, e você precisa entendê-los para garantir o desenvolvimento do código correto depois de ter um algoritmo implementado. Como os algoritmos formam a base de qualquer código que você escreve, também é importante incluir certas instruções para lidar com diferentes tipos de erros. Você aprenderá como fazer isso e quais linhas de código incluir para lidar com erros no código.

O livro cobre alguns dos algoritmos mais comuns, incluindo pesquisa, classificação, loops, declarações de tomada de decisão e muito mais. Também inclui alguns exemplos e programas que tornarão mais fácil converter um algoritmo em um programa quando necessário. É importante compreender que você não pode se tornar um especialista em codificação se não entender o básico. Portanto, use as informações do livro para ajudá-lo a melhorar sua compreensão da codificação e pratique sempre que possível para dominar a escrita de algoritmos e programas.

Obrigado por adquirir o livro. Espero que o livro cubra todas as informações que você procura.

Capítulo um

Introdução aos Algoritmos

Um programador precisa saber o que é um algoritmo para saber como usá-lo para escrever código. Um algoritmo é um conjunto de regras, instruções ou processos que qualquer máquina ou sistema deve seguir para resolver um problema. Pode incluir o tipo de operações a serem usadas e as variáveis que devem ser declaradas. Em palavras simples, um algoritmo é um conjunto de regras que definem as etapas a serem concluídas para obter os resultados desejados.

Qualquer receita que você segue é um algoritmo. Se quiser experimentar um novo prato, leia as instruções ou passos indicados. Somente quando você fizer isso você poderá fazer o prato perfeito. Também é importante seguir as instruções até o tee. Um algoritmo garante que um sistema execute uma tarefa, para que o usuário obtenha a saída esperada. Algoritmos são instruções muito simples e você pode implementá-los em qualquer linguagem de programação, desde que entenda a sintaxe. A saída será a mesma.

Associação entre Algoritmos e Ciência da Computação Se quiser que o computador conclua qualquer tarefa, você deve escrever um programa. Usando este programa, você pode dizer ao computador exatamente o que ele precisa fazer, para receber a saída necessária. Certifique-se de que as etapas sejam definidas claramente. O computador seguirá estes passos e alcançará o resultado final.

Certifique-se de escolher as variáveis de entrada e informações corretas para alimentar o computador para obter a saída correta. Algoritmos são a melhor maneira de realizar uma tarefa.

Características de um algoritmo

Continuemos com o exemplo de uma receita. Se quiser preparar algo novo, você precisa seguir inúmeras instruções. Você fará o possível para seguir a receita, mas poderá improvisar se não tiver um ingrediente específico. Da mesma forma, você não pode converter um programa em um algoritmo, pois nem toda instrução faz parte de um algoritmo. Independentemente de como você escreve um algoritmo, ele terá as seguintes características:

Viável

Os algoritmos devem ser simples, genéricos e práticos. Certifique-se de que qualquer linguagem de programação possa executar esse algoritmo com base nos recursos disponíveis na linguagem de programação. Não escreva um algoritmo sem saber usar

uma linguagem de programação para codificá-lo. Em vez disso, deve ser escrito com base nas informações relevantes sobre o seu uso.

Finito

Qualquer algoritmo que você escrever deve ser finito. Se você usar loops ou qualquer outra função, certifique-se de que o algoritmo termine. Não tenha uma referência infinita ou circular que possa deixar o algoritmo rodando continuamente.

Sem dependência de idioma

Nenhum algoritmo deve depender de uma linguagem de programação. As instruções devem ser precisas e simples. Certifique-se de poder usar qualquer linguagem de programação para escrever seu algoritmo. Conforme mencionado anteriormente, a saída será a mesma.

Inequívoca

Cada algoritmo que você escreve deve ser claro e inequívoco. Cada passo deve ser claro e significar apenas uma coisa. O compilador nunca deve ter a chance de pensar em duas ou três maneiras diferentes de executar uma determinada etapa. Cada instrução deve ser clara em todos os aspectos.

Entradas bem definidas

Ao preparar um novo prato, você deve observar os ingredientes relevantes e garantir que sejam exatamente o que você precisa para fazer o prato. O mesmo vale para as entradas que você insere ao escrever um algoritmo.

Resultados bem definidos

Se você seguir à risca as instruções da receita, seu prato será exatamente o que você decidiu fazer. Certifique-se de que o algoritmo que você escreve definirá claramente o tipo de saída que você deseja obter. Isso significa que você também deve definir a saída claramente.

Projetando um Algoritmo

Antes de escrever qualquer algoritmo, pergunte-se o seguinte:

▪ Quais entradas você deseja usar para o algoritmo?

▪ Que restrições você deve ter em mente ao tentar resolver este problema?

▪ Qual é o resultado desejado ou esperado?

▪ Que problema você está tentando resolver escrevendo este algoritmo?

▪ Qual é a solução para o problema com base nas restrições?

Essas perguntas tornam mais fácil gerar a saída correta. Ajuda você a pensar com clareza, para que você escreva um algoritmo eficaz. Vejamos agora um exemplo em que tentamos multiplicar três números e imprimir o produto desses números.

Etapa um: identificando a declaração do problema É importante responder às perguntas acima antes de escrever um algoritmo.

Suponhamos que queremos escrever um algoritmo para multiplicar três números e calcular a saída. Portanto, a definição do problema aqui é calcular o produto de três números.

Depois de fazer isso, você deve identificar a saída desejada, as restrições, as entradas desejadas e a solução para o problema. Uma das restrições que você deve adicionar é garantir que o usuário insira apenas números para calcular o produto. Isso significa que sua entrada precisa ser de três números e sua saída deve ser o produto desses três números. A solução é usar o operador de multiplicação ‘*’ para calcular o produto dos números inseridos como entrada.

Etapa dois: projetando o algoritmo

A próxima coisa a fazer é projetar o algoritmo usando as informações que você identificou na etapa acima.

1. Comece o algoritmo

2. Declare e inicialize as variáveis como y e z

3. Agora, atribua valores a essas variáveis. Certifique-se de atribuir o primeiro valor a x, o segundo valor a y e o terceiro valor a z 4. Declare e inicialize a variável de saída para armazenar o produto das variáveis de entrada

5. Agora, multiplique as variáveis e armazene o produto na variável de saída declarada na etapa anterior

6. Imprima o valor de saída

7. Terminar o algoritmo

Etapa três: testar o algoritmo

Agora, use qualquer linguagem de programação para escrever este algoritmo e testar a função do algoritmo.

Como identificar o melhor algoritmo

Você pode escolher um algoritmo com base nos seguintes critérios:

•

Precisão do algoritmo para garantir que você obtenha o resultado esperado, independentemente do número de vezes que você usa o algoritmo. Um algoritmo incorreto fornecerá uma saída incorreta ou poderá não usar todas as instâncias de entrada

•

Identifique as diferentes restrições que você precisa considerar ao desenvolver o algoritmo

•

Defina a eficiência do algoritmo com base na ordem das entradas que você usará para obter a saída esperada

•

Avaliar e compreender a arquitetura do computador e os dispositivos usados para executar o algoritmo

Compreendendo o algoritmo básico que impulsiona a vida digitalmente Os algoritmos instruem a máquina a executar um conjunto de instruções para obter a solução. Esses algoritmos são a base de toda tecnologia. O algoritmo pode ser usado para resolver qualquer tipo de problema, incluindo compactar um arquivo, determinar as páginas da internet que têm mais relevância para sua busca ou ordenar uma lista. Um algoritmo pode ser usado para determinar como um semáforo deve funcionar, como os serviços postais ou qualquer outro serviço de entrega podem entregar correspondência e muito mais.

Nos dias de hoje, uma criança precisa aprender mais do que apenas como usar a tecnologia. Eles devem explorar diferentes algoritmos que alimentam a televisão em casa ou seus telefones. Eles também devem aprender mais sobre os algoritmos usados em diferentes sites de mídia social. Isso os ajudará a melhorar suas habilidades de programação e a trabalhar na criação de novas tecnologias.

Benefícios do pensamento algorítmico

É extremamente importante aprender mais sobre algoritmos, especialmente ao escrever códigos para resolver problemas matemáticos e científicos difíceis. Você pode resolver qualquer problema científico ou matemático se pensar com clareza.

Esse tipo de pensamento é conhecido como pensamento algorítmico. Você pode ter usado o pensamento algorítmico para resolver muitos problemas. Por exemplo, ao tentar somar dois números, você pensa no valor do primeiro número e no valor do segundo número. Você então pensa sobre onde armazenar a soma dos dois números e como somar esses números. Este é um exemplo muito simples de pensamento algorítmico.

Outro exemplo pode ser resolver um problema de divisão longa. Você aplica o algoritmo para dividir cada dígito do número por um divisor. Para cada dígito do número que está sendo dividido, você deve multiplicar, subtrair e dividir. Torna-se mais fácil dividir um problema em problemas menores por meio do pensamento algorítmico. Você também procura soluções com base no tipo de problema que está enfrentando.

Codificar é uma arte e é importante aprender como fazer isso, pois melhora sua capacidade de raciocínio. Veja diferentes exercícios e quebra-cabeças que podem ajudar a melhorar sua maneira de pensar. Escolha os exercícios e quebra-cabeças que proporcionam uma melhor compreensão da lógica condicional, sequência e repetição.

Você pode escrever seu próprio algoritmo Se você tem rotinas matinais longas, pode optar por criar uma tarefa mais simples para você. Defina pequenas metas para você no algoritmo e esqueça quaisquer tarefas gerais que você possa ter que realizar. Você aprenderá em breve alguns conceitos importantes de algoritmos, como repetição (escovar a fileira inferior dos dentes quatro vezes), sequência (colocar o cereal em uma tigela e depois despejar o leite) e lógica condicional (não coma se a tigela estiver vazio).

Se você quiser melhorar na escrita de algoritmos, adicione mais alguns desafios a si mesmo. Um computador não entende as intenções por trás de suas instruções, a menos que você as mencione explicitamente. Por exemplo, você ensinará seu filho a colocar leite na tigela de cereal somente depois de colocar a tigela de leite na frente dele. Se você não fizer isso, o leite estará por toda a mesa. O mesmo acontece com as máquinas – se as suas instruções não forem claras, você nunca obterá o resultado desejado.

Em sua aula de aritmética, você terá aprendido sobre números primos e como determinar se um número é primo. Você pode fazer isso com um número como 123459734? Você não pode, a menos que execute vários cálculos. Fica mais fácil executar um programa para fazer isso para você, mas o código só funcionará se o seu algoritmo estiver correto.

Prós e contras

A maioria dos programadores usa algoritmos para projetar sua abordagem para qualquer problema antes de escrever o código. Um algoritmo tem suas vantagens, mas há muitas desvantagens em usá-los. Esta seção examinará alguns dos prós e contras dos algoritmos.

Prós

1. Os algoritmos permitem dividir ou quebrar o problema em um segmento menor, e isso torna mais fácil para um desenvolvedor ou programador escrever esse algoritmo na forma de um programa, dependendo do tipo de linguagem de programação que você deseja usar.

2. O procedimento é preciso e definitivo

3. Um algoritmo é uma representação passo a passo da solução para qualquer problema. Isso significa que é fácil para qualquer pessoa entender um algoritmo

4. É fácil entender um algoritmo e, portanto, fica mais fácil identificar quaisquer erros no código com base no algoritmo que você escreveu 5. Conforme mencionado anteriormente, os algoritmos não dependem do tipo de linguagem de programação usada. Isso significa que eles são fáceis de entender por qualquer pessoa, mesmo que não tenha conhecimento de programação.

Contras

1. Você não pode usar um algoritmo para explicar ou descrever um programa grande

2. Como algoritmos não são programas de computador, você precisa fazer um esforço extra para desenvolver um programa de computador 3. Levará muito tempo para escrever algoritmos complexos Capítulo dois

Tipos de algoritmos

Este capítulo examinará alguns tipos de algoritmos e como eles podem ser usados enquanto você escreve código. Os tipos de algoritmos incluem: 1. Algoritmo de retrocesso

2. Algoritmo de força bruta

3. Algoritmo de dividir e conquistar

4. Algoritmo de programação dinâmica

5. Algoritmo ganancioso

6. Algoritmo randomizado

7. Algoritmo recursivo simples

Algoritmo de retrocesso

Um algoritmo de retrocesso não é muito fácil de usar, mas você pode escrever um programa facilmente se entender o conceito. Vamos entender esse algoritmo usando o exemplo a seguir. Considere que temos um problema. Agora, você divide esse problema em seis problemas menores. Tente resolver os problemas menores primeiro. Pode parecer que estas soluções menores não resolverão o problema maior.

Então, o que devo fazer neste caso?

Observe os subproblemas para identificar de qual subproblema depende o problema principal. Depois de fazer isso, você poderá identificar a solução para o problema maior. O objetivo por trás desse algoritmo é analisar o problema desde o início, caso você não consiga resolver o problema principal. Quando você começar com o primeiro subproblema e não conseguir encontrar uma solução, volte atrás e vá para o início.

Tente encontrar uma solução para o problema.

Um exemplo clássico desse algoritmo é o problema das N Rainhas. Neste problema, você deve encontrar uma maneira de adicionar o número máximo de rainhas em um tabuleiro de xadrez e garantir que nenhuma rainha possa atacar a outra neste

tabuleiro. Se você quiser entender isso mais facilmente, vejamos este exemplo usando quatro rainhas.

Se você usar quatro rainhas, sua saída será uma matriz binária. Representará a posição da rainha no tabuleiro de xadrez. Vamos representar a posição usando 1s. A matriz de saída poderia ser a seguinte para 4 rainhas:

{0, 0, 0, 1}

{0, 0, 1, 0}

{0, 1, 0, 0}

{1, 0, 0, 0}

O objetivo deste problema é colocar uma rainha em colunas diferentes. Com base no resultado, você sabe que deve começar com a coluna mais à esquerda do tabuleiro de xadrez. Ao colocar a rainha em uma coluna, você deve verificar se a posição irá colidir com outras rainhas no tabuleiro. Se você encontrar uma posição que não colida com a posição das outras rainhas, poderá marcar essa linha e coluna como a solução. Se você não conseguir encontrar a posição correta, volte ao início e comece novamente.

Você pode escrever o algoritmo da seguinte maneira: 1. Coloque a rainha na coluna mais à esquerda do seu tabuleiro de xadrez 2. Se você puder colocar rainhas no tabuleiro de xadrez de forma que duas rainhas não possam atacar uma à outra, retorne o valor como verdadeiro 3. Você deve verificar e tentar cada linha do tabuleiro de xadrez e realizar as seguintes atividades:

a. Se você colocar uma rainha em uma linha e garantir que não haja conflitos entre as rainhas no tabuleiro, escreva o número da linha e da coluna em uma matriz de solução. Usando esta matriz, veja se você consegue encontrar uma solução

b. Se você colocar uma rainha na posição onde recebe uma solução, poderá retornar o algoritmo como verdadeiro

c. Caso contrário, você deve remover o número da linha e da coluna da matriz de solução e encontrar uma nova combinação

4. Se você tentou todas as linhas e nada funcionou, retorne false e volte para a primeira etapa.

Algoritmo de Força Bruta

Se você usar esse algoritmo, deverá examinar todas as soluções possíveis até encontrar a solução ideal para qualquer problema. Este tipo de algoritmo será utilizado para encontrar a melhor solução, uma vez que verifica todas as soluções ótimas para um problema. Se você encontrar uma solução para o problema, poderá parar o algoritmo naquele momento e encontrar a solução para esse problema. Um exemplo clássico desse algoritmo é o algoritmo de correspondência exata de strings, onde você tenta combinar uma string em um texto.

Algoritmo de Divisão e Conquista

Como o nome sugere, o algoritmo de dividir e conquistar divide o problema em vários segmentos. Você precisa então usar uma função recursiva para resolver esses subproblemas e combinar as soluções obtidas para formar a solução do problema principal. Algoritmos de mesclagem e classificação rápida são exemplos desse algoritmo de divisão e conquista. Veremos esses exemplos em detalhes posteriormente neste livro.

Usar a abordagem algorítmica de dividir e conquistar oferece a oportunidade de resolver vários subproblemas ao mesmo tempo usando paralelismo. Você pode fazer isso porque os subproblemas são independentes. Isso significa que qualquer algoritmo desenvolvido usando a técnica de dividir e conquistar pode ser executado em diferentes processos e máquinas ao mesmo tempo. Esses algoritmos utilizam recursão e é por esse motivo que o gerenciamento de memória é de extrema importância.

Algoritmo de Programação Dinâmica

O algoritmo de programação dinâmica, também chamado de algoritmo de otimização dinâmica, utiliza as informações anteriores para definir a nova solução. O uso desse algoritmo torna mais fácil dividir um problema complexo em subproblemas menores.

É mais fácil resolver problemas menores usando o algoritmo. Você pode usar esses resultados para resolver o problema real. Os resultados dos subproblemas são armazenados em outras variáveis. Isso reduz o tempo de execução do algoritmo.

Considere o seguinte exemplo de pseudocódigo usado para fornecer a série de Fibonacci como saída.

Fibonacci (x)

Se x = 0

Retorno 0

Outro

Anterior_Fibonacci =0, Atual_Fibonacci = 1

Repita n-1 vezes

Próximo_Fibonacci = Fibonacci anterior + Fibonacci_atual Anterior_Fibonacci = Atual_Fibonacci

Atual_Fibonacci = Novo_Fibonacci

Retornar Atual_Fibonacci

No exemplo acima, o valor base no código é definido como zero. Este problema é dividido em diferentes subproblemas, e você pode armazenar os valores ou resultados desses subproblemas em outras variáveis. Para fazer isso, use a seguinte abordagem:

1. Identifique a solução para o problema e defina a estrutura da solução que deseja projetar

2. Use recursão para definir a solução

3. Resolva o valor da solução usando o método bottom-up.

4. Usando os resultados ou informações do cálculo, desenvolva a solução ideal Algoritmo ganancioso

Usando o algoritmo ganancioso, fica mais fácil dividir o problema em problemas menores e encontrar a solução certa para esses subproblemas. Em seguida, tentará encontrar a solução ideal para o problema principal. Dito isto, não espere encontrar a solução ideal para um problema usando este algoritmo. Alguns exemplos desse algoritmo são o problema de codificação de Huffman e a contagem de dinheiro.

Consideremos o exemplo anterior. No problema de codificação de Huffman, você tenta compactar dados sem perder nenhuma informação do conjunto que possui. Isso significa que você deve primeiro atribuir valores a diferentes caracteres de entrada. Se você usar uma linguagem de programação para replicar esse algoritmo, o comprimento do código variará dependendo da frequência com que você usa os caracteres de entrada para resolver o problema. Cada caractere usado terá um código menor, mas o comprimento do código depende da frequência com que você usa a variável ou caractere. Quando se trata de resolver este problema, você precisa considerar duas partes:

1. Desenvolvendo e criando a árvore Huffman

2. Atravessando a árvore para encontrar a solução Considere a string YYYZXXYYZ. Se você contar o número de caracteres nesta string, a frequência mais alta será Y e o caractere com menor frequência será Z. Quando você escreve o código usando qualquer linguagem de programação, o código será o menor para Y e o maior para Z. A complexidade de atribuir código para esses caracteres depende da frequência desse caractere.

Vejamos agora as variáveis de entrada e saída.

Entrada: para este exemplo, vejamos uma string que possui caracteres diferentes, digamos BCCBEBFFFFADCEFLLKLKEEBFF

Saída: Vamos agora atribuir o código para cada um destes caracteres: Dados: F, Frequência: 7, Código: 01

Dados: L, Frequência: 3, Código: 0001

Dados: K, Frequência: 3, Código: 0000

Dados: C, Frequência: 3, Código: 101

Dados: B, Frequência: 4, Código: 100

Dados: D, Frequência: 1, Código: 110

Dados: E, Frequência: 4, Código: 001

Vejamos agora como você pode escrever o algoritmo para construir a árvore: 1. Declare e inicialize uma string com caracteres diferentes.

2. Atribua códigos a cada um dos caracteres da string.

3. Construa a árvore Huffman.

a. Defina cada nó na árvore com base no caráter, frequência e filho direito e esquerdo do nó.

b. Crie a lista de frequências e armazene a frequência de cada caractere dessa lista. A frequência deve ser atribuída a zero para os caracteres.

c. Para cada caractere da string, aumente a frequência na lista, se estiver presente.

d. Termine o ciclo.

e. Se a frequência for diferente de zero, adicione o caractere ao nó da árvore e atribua uma prioridade ao nó como Q.

4. Se a lista de prioridades, Q, não estiver vazia, remova o item da lista e atribua-o ao nó esquerdo. Caso contrário, atribua-o ao nó certo.

5. Mova-se pelo nó para encontrar o código atribuído ao personagem.

6. Termine o algoritmo.

Se você quiser percorrer ou mover-se pela árvore, use a seguinte entrada: 1. A árvore de Huffman e o nó

2. O código atribuído ao nó

A saída deixará você com o caractere e o código atribuído a esse caractere.

1. Se o filho esquerdo do nó for um valor nulo, percorra o filho direito e atribua o código 1

2. Se o filho esquerdo do nó não for um valor nulo, percorra esse filho e atribua o código zero

3. Exibir os caracteres com seu código atual

Algoritmo Randomizado

Se você usar um algoritmo