米家龙本科生实验报告：贪心算法与C++实现

本篇实验报告由米家龙同学于2020年在中山大学数据科学与计算机学院完成，隶属于软件工程专业，实验课程名称为“算法设计与分析”，任课教师为张子臻。实验主要包括两个部分：1035DNAmatching和1198Substring。 1. **实验题目** - **1035DNAmatching**: 实验要求设计一个算法，用于在一个DNA单链集合中查找并匹配其他单链。该算法采用贪心策略，通过循环遍历每个单链，检查是否能找到与之互补的序列。匹配到后，将匹配的单链标记并从集合中移除，直到所有单链都被处理过。使用的编程语言是C++，利用了STL库中的`multiset`来存储未匹配的单链。 2. **实验目的** - 熟悉贪心算法的应用，即在每次选择局部最优解以期达到全局最优的策略，这里是用于DNA匹配问题。 - 学习和实践C++的STL库，包括`multiset`容器的使用，以及如何进行字符串操作。 - 进一步深化对数据结构的理解，如动态查找集合元素和插入/删除操作。 - 对1198Substring问题，虽然原始解法采用枚举方法可能导致时间复杂度过高（O(n!)），实验还探讨了改进思路，即优化组合策略以降低计算复杂性。 3. **程序设计**： - **1035DNAmatching**程序实现了一个名为`matchDNA`的函数，通过动态字符数组`strTemp`实现DNA碱基互补匹配，利用`multiset`高效地管理未匹配的单链。 - **1198Substring**：原始解法通过枚举所有可能的子串组合，但复杂度较高。改进方法未在文中详细阐述，但提示关注字符串长度比较，暗示可能存在剪枝或动态规划等优化策略。 综上，本实验通过实际编程项目训练学生在实际问题中应用贪心算法、数据结构和C++编程技巧，同时让学生意识到算法效率的重要性，并鼓励他们在面对复杂度较高的问题时寻求更高效的解决方案。