试题内容

试题四（共15分）
阅读下列说明和C代码，回答问题1至问题3，将解答写在答题纸的对应栏内。
【说明】
在一块电路板的上下两端分别有n个接线柱。根据电路设计，用(i,π(i))表示将上端接线柱i与下端接线柱π(i)相连，称其为该电路板上的第i条连线。如图4-1所示的π(i)排列为{8,7,4,2,5,1,9,3,10,6}。对于任何1≤iπ(j)。



在制作电路板时，要求将这n条连线分布到若干绝缘层上，在同一层上的连线不相交。现在要确定将哪些连线安排在一层上，使得该层上有尽可能多的连线，即确定连线集Nets={(i,π(i))，1≤i≤n}的最大不相交子集。
【分析问题】
记N(i,j)={t|(t,π(t))∈Nets,t≤i,π(t)≤j}。N(i,j)的最大不相交子集为MNS(i,j)，size(i,j)=|MNS(i,j)|。
经分析，该问题具有最优子结构性质。对规模为n的电路布线问题，可以构造如下递归式：



【C代码】
下面是算法的C语言实现。
（1）变量说明
size[i][j]：上下端分别有i个和j个接线柱的电路板的第一层最大不相交连接数
pi[i]：π(i)，下标从1开始
（2）C程序
#include"stdlib.h"
#include
#define N 10/*问题规模*/
Int m=0；/*牢记录最大连接集合中的接线柱*/
Void maxNum(intpi[],intsize[N+1][N+1],intn){/*求最大不相交连接数*/
int i,j;
for(j=0;j for(j=pi[i];j<=n;j++)（1）;/*当j>=π(1)时*/
for(i=2;ifor(j=0;j for(j=pi[i];j<=n；j++){/*当j>=c[i]时,考虑两种情况*/
size[i][j]=size[i-l][j]>=size[i-l][pi[i]-l]+1?size[i-l][j]:size[i-l][pi[i]-l]+l;
}
}
/*最大连接数*/
size[n][n]=size[n-l][n]>=size[n-l][pi[n]-l]+1?size[n-l][n]:size[n-l][pi[n]-l]+l;
}
/*构造最大不相交连接集合，net[i]表示最大不相交子集中第i条连线的上端接线柱的序号*/
void constructSet（int pi[],int size[N+1][N+1],int n,int net[n]）{
int i,j=n;
m=0；
for(i=n；i>1;i--){/*从后往前*/
if(size[i][j]!=size[i-l][j]){/*(i,pi[i])是最大不相交子集的一条连线*/
（3）;/*将i记录到数组net中，连接线数自增1*/
j=pi[i]-1;/*更新扩展连线柱区间*/
}
}
if(j>=pi[l])net[m++]=l;/*当i=1时*/
}
​【问题1】（6分）
根据以上说明和C代码，填充C代码中的空（1）~（3）。
​【问题2】（6分）
根据题干说明和以上C代码，算法采用了（4）算法设计策略。
函数maxNum和constructSet的时间复杂度分别为（5）和（6）（用O表示）。
​【问题3】（3分）
若连接排列为{8,7,4,2,5,1,9,3,10,6}，即如图4-1所示，则最大不相交连接数为（7），包含的连线为（8）（用(i,π(i))的形式给出）。