疊代

疊代

從項目的草稿版本開始,一直到最終版本結束,中途隨著逐步完善而產生的各個版本稱之為疊代。此舉在於便於客戶在項目周期中也能對最終產品心裡有個數。疊代包括產生產品發布(穩定、可執行的產品版本)的全部開發活動和要使用該發布必需的所有其他外圍元素。

基本信息

基本概念

疊代函式

在數學中,疊代函式是在碎形和動力系統中深入研究的對象。疊代函式是重複的與自身複合的函式,這個過程叫做疊代。

疊代疊代

疊代模型

疊代模型是RUP(RationalUnifiedProcess,統一軟體開發過程統一軟體過程)推薦的周期模型。

疊代算法

疊代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、適合做重複性操作的特點,讓計算機對一組指令(或一定步驟)進行重複執行,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。

RUP中的疊代模型

方法

疊代的方式有所不同,假如這個產品要求6個月交貨,我在第一個月就會拿出一個產品來,當然,這個產品會很不完善,會有很多功能還沒有添加進去,bug很多,還不穩定,但客戶看了以後,會提出更詳細的修改意見,這樣,你就知道自己距離客戶的需求有多遠,我回家以後,再花一個月,在上個月所作的需求分析、框架設計、代碼、測試等等的基礎上,進一步改進,又拿出一個更完善的產品來,給客戶看,讓他們提意見。就這樣,我的產品在功能上、質量上都能夠逐漸逼近客戶的要求,不會出現我花了大量心血後,直到最後發布之時才發現根本不是客戶要的東西的情況。

優勢

這樣的方法很不錯,但他也有自己的缺陷,那就是周期長、成本很高。在應付大項目、高風險項目——就比如是太空梭的控制系統時,疊代的成本比項目失敗的風險成本低得多,用這種方式明顯有優勢。

如果你是給自己的單位開發一個小MIS,自己也比較清楚需求,工期上也不過花上個把月的時間,用疊代就有點殺雞用了牛刀,那還是瀑布模型更管用,即使是做得不對,頂多再花一個月重來,沒什麼了不起。編輯本段程式設計中的疊代

算法

簡介

有些國外的教材,如《C++Primer》第四版的中文版,會把iterative翻譯成疊代。
在java中Iterative僅用於遍歷集合,本身並不提供盛裝對象的能力。如果需要創建Iterative對象,則必須有一個被疊代的集合。沒有集合的Iterative仿佛無本之木,沒有存在的價值。
iterative是反覆的意思,所以,有時候,疊代也會指循環執行,反覆執行的意思。
疊代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、適合做重複性操作的特點,讓計算機對一組指令(或一定步驟)進行重複執行,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。
利用疊代算法解決問題,需要做好以下三個方面的工作:

確定變數

在可以用疊代算法解決的問題中,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,這個變數就是疊代變數。

建立關係式

所謂疊代關係式,指如何從變數的前一個值推出其下一個值的公式(或關係)。疊代關係式的建立是解決疊代問題的關鍵,通常可以使用遞推或倒推的方法來完成。

過程控制

在什麼時候結束疊代過程?這是編寫疊代程式必須考慮的問題。不能讓疊代過程無休止地重複執行下去。疊代過程的控制通常可分為兩種情況:一種是所需的疊代次數是個確定的值,可以計算出來;另一種是所需的疊代次數無法確定。對於前一種情況,可以構建一個固定次數的循環來實現對疊代過程的控制;對於後一種情況,需要進一步分析出用來結束疊代過程的條件。
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u1,第2個月時兔子的只數為u2,第3個月時兔子的只數為u3,……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
以下是引用片段:
u1=1,u2=u1+u1×1=2,u3=u2+u2×1=4,……
根據這個規律,可以歸納出下面的遞推公式:
以下是引用片段:
un=(un-1)×2(n≥2)*①
對應un和un-1,定義兩個疊代變數y和x,可將上面的遞推公式轉換成如下疊代關係:
以下是引用片段:
y=x*2
x=y
讓計算機對這個疊代關係重複執行11次,就可以算出第12個月時的兔子數。參考程式如下:
以下是引用片段:
cls
x=1
fori=2to12
y=x*2
x=y
nexti
printy
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分鐘。將若干個阿米巴放在一個盛滿營養參液的容器內,45分鐘後容器內充滿了阿米巴。已知容器最多可以裝阿米巴220個。試問,開始的時候往容器內放了多少個阿米巴?請編程式算出。
分析:根據題意,阿米巴每3分鐘分裂一次,那么從開始的時候將阿米巴放入容器裡面,到45分鐘後充滿容器,需要分裂45/3=15次。而“容器最多可以裝阿米巴220個”,即阿米巴分裂15次以後得到的個數是220。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220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x0、第1次分裂之後的個數為x1、第2次分裂之後的個數為x2、……第15次分裂之後的個數為x15,則有
以下是引用片段:
x14=x15/2、x13=x14/2、……xn-1=xn/2(n≥1)
因為第15次分裂之後的個數x15是已知的,如果定義疊代變數為x,則可以將上面的倒推公式轉換成如下的疊代公式:
x=x/2(x的初值為第15次分裂之後的個數220)
讓這個疊代公式重複執行15次,就可以倒推出第1次分裂之前的阿米巴個數。因為所需的疊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疊代過程的控制。參考程式如下:
以下是引用片段:
cls
x=2^20
fori=1to15
x=x/2
nexti
printx
end
例3:驗證角谷猜想。日本數學家角谷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。人們把角谷靜夫的這一發現叫做“角谷猜想”。
要求:編寫一個程式,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:定義疊代變數為n,按照角谷猜想的內容,可以得到兩種情況下的疊代關係式: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:
以下是引用片段:
ifn為偶數then
n=n/2
else
n=n*3+1
endif
這就是需要計算機重複執行的疊代過程。這個疊代過程需要重複執行多少次,才能使疊代變數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疊代過程的條件。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,用來結束疊代過程的條件可以定義為:n=1。參考程式如下:
以下是引用片段:
cls
input"Pleaseinputn=";n
dountiln=1
ifnmod2=0then
rem如果n為偶數,則調用疊代公式n=n/2
n=n/2
print"—";n;
else
n=n*3+1
print"—";n;
endif
loop
end

函式

疊代法是用於求方程或方程組近似根的一種常用的算法設計方法。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的差的絕對值還大於指定的精度要求時,重複步驟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。上述算法用C程式的形式表示為:
【算法】疊代法求方程的根
以下是引用片段:
{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);
}
疊代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)
則求方程組根的疊代算法可描述如下:
【算法】疊代法求方程組的根
以下是引用片段:
{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”);
}
具體使用疊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,算法求出的近似根序列就不會收斂,疊代過程會變成死循環,因此在使用疊代算法前應先考察方程是否有解,並在程式中對疊代的次數給予限制;
⑵方程雖然有解,但疊代公式選擇不當,或疊代的初始近似根選擇不合理,也會導致疊代失敗。
①N為兔子的個數,M為月份(N+N*1)^M-1=2N^M-1(註解)

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們