贪心算法解决最优装载问题
《算法分析与设计》期末考试复习题纲(完整版)
《算法分析与设计》期末复习题一、选择题1.算法必须具备输入、输出和( D )等4个特性。
A.可行性和安全性 B.确定性和易读性C.有穷性和安全性 D.有穷性和确定性2.算法分析中,记号O表示( B ),记号Ω表示( A )A.渐进下界B.渐进上界C.非紧上界D.紧渐进界3.假设某算法在输入规模为n时的计算时间为T(n)=3*2^n。
在某台计算机上实现并完成概算法的时间为t秒。
现有另一台计算机,其运行速度为第一台的64倍,那么在这台新机器上用同一算法在t秒内能解输入规模为多大的问题?( B )解题方法:3*2^n*64=3*2^xA.n+8 B.n+6C.n+7 D.n+54.设问题规模为N时,某递归算法的时间复杂度记为T(N),已知T(1)=1,T(N)=2T(N/2)+N/2,用O表示的时间复杂度为( C )。
A.O(logN) B.O(N)C.O(NlogN) D.O(N²logN)5.直接或间接调用自身的算法称为( B )。
A.贪心算法 B.递归算法C.迭代算法 D.回溯法6.Fibonacci数列中,第4个和第11个数分别是( D )。
A.5,89 B.3,89C.5,144 D.3,1447.在有8个顶点的凸多边形的三角剖分中,恰有( B )。
A.6条弦和7个三角形 B.5条弦和6个三角形C.6条弦和6个三角形 D.5条弦和5个三角形8.一个问题可用动态规划算法或贪心算法求解的关键特征是问题的( B )。
A.重叠子问题 B.最优子结构性质C.贪心选择性质 D.定义最优解9.下列哪个问题不用贪心法求解( C )。
A.哈夫曼编码问题 B.单源最短路径问题C.最大团问题 D.最小生成树问题10.下列算法中通常以自底向上的方式求解最优解的是( B )。
A.备忘录法 B.动态规划法C.贪心法 D.回溯法11.下列算法中不能解决0/1背包问题的是( A )。
A.贪心法 B.动态规划C.回溯法 D.分支限界法12.下列哪个问题可以用贪心算法求解( D )。
贪心算法之装箱问题
贪⼼算法之装箱问题问题描述装箱问题可简述如下:设有编号为 0、1、…、n - 1 的 n 种物品,体积分别为v0、v1、…、vn-1。
将这 n 种物品装到容量都为 V 的若⼲箱⼦⾥。
约定这 n 种物品的体积均不超过 V,即对于 0≤ i<n,有 0<vi ≤ v。
不同的装箱⽅案所需要的箱⼦数⽬可能不同。
装箱问题要求使装尽这 n 种物品的箱⼦数要少。
贪⼼求解使⽤⼀种贪⼼策略:每次都想将当前体积最⼤的物品装⼊箱中,在这块类似于这个问题 ->>>其实在⽣活中这也是很常见的⼀种做法,在没有充⾜时间去考虑如何最优解决这类问题时直觉(第六感狗头保命)告诉我们可以这么去试试。
更直接的⼀个例⼦,⼒扣上有这么⼀道题:在柠檬⽔摊上,每⼀杯柠檬⽔的售价为 5 美元。
顾客排队购买你的产品,(按账单 bills ⽀付的顺序)⼀次购买⼀杯。
每位顾客只买⼀杯柠檬⽔,然后向你付 5 美元、10 美元或20美元。
你必须给每个顾客正确找零,也就是说净交易是每位顾客向你⽀付 5 美元。
注意,⼀开始你⼿头没有任何零钱。
注:上⾯⿊体部分内容引⾃很明显,当客户给我们$20进⾏找零时,⾃然⽽然地就给ta找了⼀张$10加上⼀张$5,为什么这么做?⾯对$20,我们有两种⽅案可以使⽤:找三张$5给顾客找⼀张$10 以及⼀张 $5 给顾客选择第⼆种⽅案的原因对于做⽣意的⽼板应该不陌⽣,营业过程中我们需要备上⼀部分零钱在交易时⽅便找零,不⾄于出现⽆法找零的尴尬局⾯,这是商⼈们所想的,在上题中也同样适⽤。
但贪⼼算法的弊端也很明显:不考虑之前解带来的影响,仅仅为了达到当前最优解,这样”⼀根筋“的策略也不能在任何情况下得到最优解。
如只有⾯值分别为 1、5 和 11 单位的硬币,⽽希望找回总额为 15 单位的硬币。
按贪婪算法,应找 1 个 11 单位⾯值的硬币和 4 个 1 单位⾯值的硬币,共找回 5 个硬币。
但最优的解应是 3 个 5 单位⾯值的硬币。
物流服务提供商中的货物装载优化算法研究
物流服务提供商中的货物装载优化算法研究货物装载优化算法是物流服务提供商中关键的研究方向之一。
随着全球贸易的快速发展,物流行业面临着越来越多的挑战。
合理利用运输工具的装载空间和提高货物装载效率是物流运营中的重要环节。
因此,研究和应用货物装载优化算法对物流服务提供商来说十分重要。
货物装载优化算法的研究目的在于找到最佳的装载方案,以最小化货物装载空间浪费并提高效益。
这些算法基于数学模型和优化理论,通过模拟和计算来确定最优的装载方式。
常用的算法包括贪心算法、遗传算法、模拟退火算法、动态规划等。
首先,贪心算法是一种简单而高效的算法,常用于货物装载优化问题。
该算法以局部最优解为基础,从货物列表中选择容积较小和重量较轻的货物进行装载。
然后,根据大小和重量要求逐渐填满运输工具的可用空间。
贪心算法在处理较小规模的问题时具有较好的性能,但对于大型问题来说可能不能找到全局最优解。
其次,遗传算法是一种通过模拟生物进化过程来求解优化问题的方法。
该算法创建随机的初始解,并使用交叉和变异操作来生成新的解。
通过不断迭代和评估,遗传算法能够逐步优化解,并找到最佳的装载方案。
它能够处理复杂的问题,并且具有全局搜索的能力,但需要耗费大量的计算资源。
此外,模拟退火算法是另一种有效地求解货物装载优化问题的算法。
该算法从一个初始解开始,在每一次迭代中,根据一定的概率选择接受一个更好的解或者一个差一些的解。
通过渐渐降低概率,模拟退火算法有利于避免陷入局部最优解,从而能够寻找到更优的装载方案。
最后,动态规划是一种常用的优化算法,用于解决具有多阶段决策的问题。
对于货物装载优化问题,可以将整个装载过程分解为若干个阶段,每个阶段都做出最佳的决策。
通过动态规划算法,可以计算每个阶段的最优解,并逐步推导出整体最优解。
但是,随着问题规模增加,动态规划算法的计算复杂度也会显著提高。
总结来说,货物装载优化算法在物流服务提供商中起着重要的作用。
这些算法能够帮助物流公司合理利用运输工具的装载空间,提高装载效率,减少成本。
贪心算法求解最优解问题
贪心算法求解最优解问题贪心算法是计算机科学领域中常用的一种算法。
它常常被用来求解最优解问题,如背包问题、最小生成树问题、最短路径问题等。
贪心算法解决最优解问题的基本思路是,每一步都选取当前状态下最优的解决方案,直到达到全局最优解。
在这篇文章中,我们将为大家深入探讨贪心算法求解最优解问题的基本思路、算法复杂度和应用场景等方面的知识。
基本思路贪心算法是一种基于贪心策略的算法。
其核心思想是,每一步都采用当前最优策略,以期最终达到全局最优解。
在贪心算法中,每个子问题的最优解一般都是由上一个子问题的最优解推导出来的。
因此,关键在于如何找到最优解。
具体而言,贪心算法一般由三部分组成,分别为:状态、选择和判断。
首先,需要明确当前问题的状态,即问题的规模和限制条件。
然后,在当前的限制条件下,我们需要从可能的方案中选择出最优的方案,并把这个选择作为解的一部分。
最后,需要判断选择是否符合问题的限制条件,是否达到全局最优解。
算法复杂度在进行算法分析时,我们需要考虑算法的时间复杂度和空间复杂度。
对于贪心算法而言,其时间复杂度一般是 O(nlogn) 或 O(n) 级别的,其中 n 表示问题的规模。
这种效率在实际应用中表现出了很高的稳定性和效率。
应用场景贪心算法通常应用于需要求解最优解问题的场景中。
例如:- 贪心算法可以用来求解背包问题。
在背包问题中,我们需要在限定的空间内选取最有价值的物品装入背包中以努力获得最大的收益。
在贪心策略下,我们只需要按单位重量价值从大到小的顺序进行选择,就可以得到最优解;- 贪心算法也可以用来求解最小生成树问题。
这个问题是指,在给定一个图的时候,我们需要选出一棵生成树,使得生成树上的所有边权之和最小。
在此问题中,我们可以将图上的边权按大小排序,然后顺序选择边直至生成树。
这样,我们可以得到与全局最优解很接近的解;- 贪心算法还可以用来求解最短路径问题。
在最短路径问题中,我们需要找到从一个节点到另一个节点的最短路径。
最佳装载问题的证明
x y
i 1 i i 1
最佳装载问题的证明
贪心算法一定能求得问题的最优解的例子。 设某邮政车的载重量为 c ,有 n 件邮包,每件入车内, 装载的总重量不能超过邮政车的载重 量,最佳装载要求所装入邮包的数量最大(设邮政车的容积足够大) 。
证明:令 x [ x1 ,, xn ] 为贪心算法获得的解,其中 x i =1 表示装载, 为 x i =0 表示不装载,类似的令 y 需要证明
i 1 i i 1
n
n
i
。若存在这样的 j ,则 j k ,否则 y 就不是一个可
行解。因为 x j
y j , x j 1 ,所以 y j 0 。这样的话,令 y j 1 ,若得到的
y 不是可行解,则在 j 1, n 范围内必有一个 l 使得 yl 1 。令 yl 0 ,由于
[ y1 ,, yn ] 为任意一个可行解,只
x y
i 1 i i 1
n
n
i
。不失一般性,可以假设邮包都排好序了,即
wi wi 1 1 i n ,然后分几步将 y 转化为 x ,转化过程中每一步都
产生一个可行的新 y ,且 明
y 大于等于未转化前的值,最后便可以证
n
n
i
,证明完毕。
i 1 i
n
x y
i 1 i i 1
n
n
i
装箱系统算法
装箱系统算法装箱系统算法是一种用于解决物品装载问题的算法。
物品装载问题是指将一定数量和大小的物品装入到一个或多个容器中,使得容器的利用率最大化或物品的运输成本最小化。
在实际应用中,物品装载问题常常出现在货物配送、物流运输、仓库管理等领域。
装箱系统算法的核心思想是根据物品的大小和数量,将它们逐个装入容器中,并通过一定的规则进行调整,使得容器的利用率最大化。
常用的装箱系统算法包括贪心算法、遗传算法、模拟退火算法等。
贪心算法是一种既简单又有效的算法,它的基本思想是在每一步中选择最优的解,直到得到最终的结果。
在物品装载问题中,贪心算法的策略是先将大小最大的物品装入容器中,然后再依次将剩余的物品装入容器中。
虽然贪心算法的结果具有一定的局限性,但在某些情况下可以得到较好的结果。
遗传算法是一种模拟生物进化过程的算法,它通过模拟自然选择、交叉和变异等过程,不断优化解的质量。
在物品装载问题中,遗传算法的基本流程是:先随机生成一组初始解,然后通过交叉、变异等操作,不断优化解的质量,直到得到最优解。
遗传算法由于具有较强的全局搜索能力,因此在物品装载问题中取得了很好的效果。
模拟退火算法是一种基于物理退火过程的算法,它通过模拟物质在高温下退火的过程,不断降温,最终达到稳定状态。
在物品装载问题中,模拟退火算法的基本思路是先随机生成一组初始解,然后通过一定的随机漫步,逐渐接近最优解。
模拟退火算法由于具有较强的全局搜索能力和随机性,因此在物品装载问题中也取得了不错的效果。
综上所述,装箱系统算法是一种解决物品装载问题的有效算法,它可以通过不同的策略和优化方法,得到较好的解。
在实际应用中,要根据具体情况选择合适的算法,并进行合理的参数调整和优化,以达到最优的效果。
贪心算法通过每次选择局部最优解来达到全局最优
贪心算法通过每次选择局部最优解来达到全局最优贪心算法是一种常用的解决优化问题的算法。
它通过每次选择局部最优解来达到全局最优的目标。
在本文中,我们将介绍贪心算法的原理、应用场景以及优缺点。
一、原理贪心算法的基本原理非常简单:每一步都选择当前状态下的局部最优解,最终得到的结果就是全局最优解。
贪心算法不考虑过去的选择对未来的影响,只关注眼前的最佳选择。
二、应用场景贪心算法在各个领域都有广泛的应用,下面我们将以几个常见的实际问题来说明。
1. 图的最小生成树问题在一个连通无向图中,找到一个包含所有节点且权值最小的无回路子图,这个问题称为最小生成树问题。
贪心算法可以通过每次选择权值最小的边来逐步构建最小生成树。
2. 分糖果问题有一组孩子和一组糖果,每个孩子有一个需求因子和每个糖果有一个大小。
当糖果的大小不小于孩子的需求因子时,孩子可以获得该糖果。
目标是尽可能多地满足孩子的需求,贪心算法可以通过给每个孩子分配满足其需求因子的最小糖果来达到最优解。
3. 区间调度问题给定一个任务列表,每个任务有一个开始时间和结束时间。
目标是安排任务的执行顺序,使得尽可能多的任务能够被完成。
贪心算法可以通过选择结束时间最早的任务来实现最优解。
以上只是一些贪心算法的应用场景,实际上贪心算法可以用于解决各种优化问题。
三、优缺点1. 优点①简单:贪心算法的思路相对简单,容易理解和实现。
②高效:由于只考虑局部最优解,贪心算法的时间复杂度较低,通常能够在较短的时间内得到一个接近最优解的结果。
③可用于近似求解:由于贪心算法不保证得到全局最优解,但可以用于求解近似最优解的问题。
2. 缺点①不保证全局最优解:贪心算法只考虑眼前的最优选择,无法回溯和修正过去的选择,因此不能保证得到全局最优解。
②局部最优解无法转移:在某些情况下,局部最优解并不一定能够转移到全局最优解,导致贪心算法得到的结果偏离最优解。
③对问题的要求较高:由于贪心算法需要找到适合的局部最优解,因此问题必须具备一定的特殊性,而一些问题无法使用贪心算法解决。
贪心算法在最优路径规划中的应用
贪心算法在最优路径规划中的应用随着科技的发展,人们对于路径规划的需求也越来越高。
比如在旅游中,我们希望尽可能地游览更多的景点;在物流中,我们希望花费更少的费用运输更多的货物。
因此,如何找到一条最优路径成为了一个重要的问题。
其中,贪心算法是一种比较常用的方法。
一、什么是贪心算法贪心算法也叫贪心思想,它是一种通过贪心的策略来求解问题的算法。
简单来说,贪心算法每次都选择当前状态下最优的策略,以期达到全局最优的结果。
贪心算法和动态规划算法类似,但是它通常只考虑局部最优解,因此时间复杂度比动态规划算法低。
二、在最优路径规划中,贪心算法的核心思想是每次都选取当前状态下最优解,并继续向下寻找。
比如在旅游中,我们希望游览尽可能多的景点,那么我们可以按照顺序依次前往每个景点。
在这个过程中,我们会根据当前的位置和已经游览的景点,找到距离最短的未游览过的景点并依次前往。
这样可以保证每次都选取最优解,最终达到全局最优解。
对于物流问题也是一样。
在运输货物的过程中,我们需要考虑货物的数量、重量、成本等因素。
然后通过贪心算法找到每次运输最优的路径和方式。
比如通过快递公司的网络,我们可以选择在同一天内最短的路线,同时尽可能地容纳更多的货物。
这样可以最大化地利用资源,降低成本并提高效率。
三、贪心算法的优缺点贪心算法的优点是实现简单,时间复杂度低。
因为每次都只考虑当前最优解,所以它通常能够快速地求解。
同时由于它只考虑局部最优解,所以它对于大规模问题的求解不够准确。
贪心算法对于一些具有局部最优解的问题可以达到很好的效果,但是对于更复杂的问题,它考虑的因素过少,很容易陷入局部最优解,而无法得到全局最优解。
四、结论贪心算法作为一种求解问题的算法,具有其独特的优点和不足。
在最优路径规划中,贪心算法能够快速地求解问题,并达到较好的效果。
同时我们需要注意的是,在实际场景中,问题往往具有其独特的特点,我们需要综合考虑各个因素,选择合适的算法来求解问题。
英语 算法 -回复
英语算法-回复如何使用贪心算法(Greedy Algorithm)解决最优装载问题(Knapsack Problem)。
【引言】贪心算法是一种基于局部最优选择的算法思想,可用于解决最优装载问题,即在给定容量的背包中,如何选择物品使其总价值最大。
本文将介绍如何使用贪心算法逐步解决最优装载问题,帮助读者更好地理解和应用贪心算法。
【步骤一:问题描述】首先,让我们明确最优装载问题的具体要求。
给定一个背包的容量C和N 个物品,每个物品有自己的重量w和价值v。
我们的目标是在不超过背包容量的情况下,选择物品放入背包,使得放入背包的物品的总价值最大。
【步骤二:贪心选择策略】贪心算法的核心思想是进行局部最优选择,以期望最终得到整体最优解。
对于最优装载问题,我们可以采用“单位重量价值最大”的贪心选择策略。
即优先选择单位重量价值最大的物品放入背包中,直至背包无法再放入物品。
【步骤三:算法实现】基于贪心选择策略,我们可以使用如下步骤实现算法:1. 根据物品的重量w和价值v,计算每个物品的单位重量价值vu = v / w。
2. 按照单位重量价值vu从大到小对物品进行排序。
3. 初始化当前背包的总价值val = 0和当前背包的剩余容量rc = C。
4. 逐个遍历排序后的物品列表:a. 如果当前物品的重量小于等于当前背包的剩余容量,则将该物品放入背包中,更新当前背包的总价值val和剩余容量rc。
b. 如果当前物品的重量大于当前背包的剩余容量,则放弃该物品,继续遍历下一个物品。
5. 返回最终的背包总价值val作为最优装载问题的解。
【步骤四:算法示例】接下来,我们通过一个简单的例子演示如何使用贪心算法解决最优装载问题。
假设背包容量C为10,有以下4个物品可供选择:物品1:重量w1 = 2,价值v1 = 5物品2:重量w2 = 3,价值v2 = 8物品3:重量w3 = 4,价值v3 = 9物品4:重量w4 = 5,价值v4 = 10按照贪心选择策略,首先计算每个物品的单位重量价值vu:物品1:vu1 = v1 / w1 = 5 / 2 = 2.5物品2:vu2 = v2 / w2 = 8 / 3 ≈2.67物品3:vu3 = v3 / w3 = 9 / 4 = 2.25物品4:vu4 = v4 / w4 = 10 / 5 = 2.0然后,按照单位重量价值vu从大到小对物品进行排序:物品2 > 物品1 > 物品3 > 物品4接下来,我们按照步骤三中的算法实现进行装载:初始化当前背包的总价值val = 0和剩余容量rc = 10。
贪心法之最优装载问题
贪⼼法之最优装载问题概念:当⼀个问题具有最优⼦结构性质时,可⽤动态规划算法,有时会有更简单有效的算法,那就是贪⼼算法,贪⼼算法是通过⼀系列的选择来得到问题的解,贪⼼算法并不从整体最优上加以考虑,所做的选择只是在某种意义上的局部最优解。
但对范围相当⼴的许多问题能产⽣整体最优解。
在⼀些情况下,即使贪⼼算法不能得到整体最优解,但其最终结果却是最优解的很好的近似解。
贪⼼算法的基本要素:贪⼼选择性质:所求解的问题的整体最优解可以通过⼀系列局部最优的选择来,即贪⼼选择达到。
贪⼼选择所依赖的是以前所做过的选择,⽽对以后所做的选择没有关系。
最优⼦结构性质:⼀个问题的最优解包含其⼦问题的最优解。
贪⼼算法与动态规划的区别:动态规划是通过⾃底向上的⽅式解决⼦问题,贪⼼算法是通过⾃顶向下的迭代⽅式做出贪⼼选择,求解问题的最优解。
两共同点是都具有最优⼦结构性质。
最优装载问题:某艘船的载重量为C,每件物品的重量为wi,要将尽量多的物品装⼊到船上。
分析:贪⼼策略:每次都选择最轻的,然后再从剩下的n-1件物品中选择最轻的。
算法策略:把n件物品从⼩到⼤排序,然后根据贪⼼策略尽可能多的选出前i个物品,直到不能装为⽌。
这个问题⽐部分背包问题还简单,先拿轻的再拿重的可以保证最后物品装的最多。
代码如下:#include<iostream>#include<algorithm>#define MAXN 10000using namespace std;int main(){int c,n; //c:船的最⾼载重量 n:古董数量int sum=0,weight=0; //sum:装⼊的古董数量 weight:装⼊的古董重量int w[MAXN]; //单个古董对应的重量cout<<"请输⼊最⾼载重量和需载的古董数⽬:"<<endl;cin>>c>>n;cout<<"请分别输⼊这些古董的重量:"<<endl;for(int i=1;i<=n;++i)cin>>w[i];sort(w+1,w+1+n);for(int i = 1 ; i<=n ; i++){weight += w[i]; //先将重量加进去if(weight >= c){if(weight == c) //恰好装满时sum = i;elsesum = i-1; //超重了,需要减去⼀个break;}}cout<<"最多可以装"<<sum<<"个"<<endl;for(int i=1;i<=sum;++i)cout<<w[i]<<"";return0;}View Code程序运⾏结果:参考:王晓东《算法设计与分析》。
贪心算法5
1
学习要点
理解贪心算法的概念。掌握贪心算法的基本要素。
(1)求解最优结构问题 (2)贪心选择性质
理解贪心算法与动态规划算法的差异;理解贪心算法的 一般理论;通过应用范例学习贪心设计策略。
(1)活动安排问题; (2)最优装载问题; (3)哈夫曼编码; (4)单源最短路径; (5)最小生成树; (6)多机调度问题。
算法huffmanTree用最小堆实现优先队列Q。初 始化优先队列需要O(n)计算时间,由于最小堆的 removeMin和put运算均需O(logn)时间,n-1次的 合并总共需要O(nlogn)计算时间。因此,关于n个字 符的哈夫曼算法的计算时间为O(nlogn) 。
26
4.4 哈夫曼编码
3、哈夫曼算法的正确性
实际上也是如此,动态规划算法的确可以有效地解01背包问题。
19
4.3 最优装载
有一批集装箱要装上一艘载重量为c的轮船。其中 集装箱i的重量为Wi。最优装载问题要求确定在装载体 积不受限制的情况下,将尽可能多的集装箱装上轮船。
1、算法描述
最优装载问题可用贪心算法求解。采用重量最轻者 先装的贪心选择策略,可产生最优装载问题的最优解。 具体算法描述如下页。
1、前缀码
对每一个字符规定一个0,1串作为其代码,并要求 任一字符的代码都不是其它字符代码的前缀。这种编码 称为前缀码。
23
4.4 哈夫曼编码
编码的前缀性质可以使译码方法非常简单。 表示最优前缀码的二叉树总是一棵完全二叉树,即 树中任一结点都有2个儿子结点。 平均码长定义为:
B(T ) f (c)dT (c) cC
3
4.1 活动安排问题
活动安排问题就是要在所给的活动集合中选出最 大的相容活动子集合,是可以用贪心算法有效求解的很 好例子。该问题要求高效地安排一系列争用某一公共资 源的活动。贪心算法提供了一个简单、漂亮的方法使得 尽可能多的活动能兼容地使用公共资源。
最优装载问题(贪心)
最优装载问题(贪⼼)⼀、实验内容运⽤贪⼼算法解决活动安排问题(或最优装载问题)使⽤贪⼼算法解决最优装载问题。
⼆、所⽤算法基本思想及复杂度分析1.算法基本思想贪⼼算法是指在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择。
也就是说,不从整体最优上加以考虑,它所做出的仅是在某种意义上的局部最优解。
⽤局部解构造全局解,即从问题的某⼀个初始解逐步逼近给定的⽬标,以尽可能快的求得更好的解。
当某个算法中的某⼀步不能再继续前进时,算法停⽌。
2.问题分析及算法设计问题分析:(1)给定n个古董,要把它们装到装载量为c的装载船上。
(2)⾸先需要对这n个古董进⾏质量从⼩到⼤的排序。
(3)然后每次都选择最轻的,接着再从剩下的n-1件物品中选择最轻的。
(4)重复第(3)步骤,直到当前载重量⼤于装载船的最⼤装载量,停⽌装载。
(5)此时得到最优的贪⼼⽅案,记录下装载的最⼤古董数。
算法设计:(1)算法策略:把n件物品从⼩到⼤排序,然后根据贪⼼策略尽可能多的选出前i个物品,直到不能装为⽌。
(2)特例:算法复杂度分析由最优装载问题的贪⼼选择性质和最优⼦结构性质,可知将这些古董按照其重量从⼩到⼤排序,所以算法所需的计算时间为O(nlogn)。
三、源程序核⼼代码及注释(截图)四、运⾏结果五、调试和运⾏程序过程中产⽣的问题及解决⽅法,实验总结(5⾏以上)这⾥的调试,没有什么⼤问题,单纯的依次⽐较,判断,从⽽得到结果。
这次实验让我对贪⼼算法有了更深刻的认识,其主要是从问题的初始解出发,按照当前最佳的选择,把问题归纳为更⼩的相似的⼦问题,并使⼦问题最优,再由⼦问题来推导出全局最优解。
贪⼼算法虽然求的是局部最优解,但往往许多问题的整体最优解都是通过⼀系列的局部最优解的选择来达到的,所以贪⼼算法不⼀定可以得到能推导出问题的最优解,但其解法是最优解的近似解。
懂得算法的原理,还需要多去练习才能更好的掌握其⽤法。
源码:#include<iostream>#include<algorithm>#define MAXN 1000005using namespace std;int w[MAXN];//每件古董的重量int main(){int c,n;//c:载重量,n古董数int sum = 0;//装⼊古董的数量int tmp = 0;//装⼊古董的重量cin >> c >> n;for(int i= 1; i <= n; ++i)cin >> w[i];sort(w+1,w+1+n);for(int i = 1; i <= n; ++i){tmp += w[i];if(tmp <= c)++sum;elsebreak;}cout << sum << endl;return 0;}。
贪心算法与最优策略
PPT文档演模板
贪心算法与最优策略
n void Knapsack (int n,float M,float v[],float w[],float x[]) {
n
Sort(n,v,w); //各物品依单位重量的价值排序
n
int i; float c=M;
n
for (i=1;i<=n;i++) x[i]=0;
Sort(w, t, n);
for (int i = 1; i <= n; i++) x[i] = 0;
for (int i = 1; i <= n && w[t[i]] <= c; i++)
{x[t[i]] = 1; c -= w[t[i]];}
}
PPT文档演模板
贪心算法与最优策略
2、贪心选择性质
else A[i]=false;
•各活动的起始时间和 结束时间存储于T文档演模板
贪心算法与最优策略
例3 活动安排问题
由于输入的活动以其完成时间的非减序排列,所 以算法greedySelector每次总是选择具有最早完成 时间的相容活动加入集合A中。直观上,按这种方法 选择相容活动为未安排活动留下尽可能多的时间。也 就是说,该算法的贪心选择的意义是使剩余的可安排 时间段极大化,以便安排尽可能多的相容活动。
1、前缀码
对每一个字符规定一个0,1串作为其代码,并 要求任一字符的代码都不是其它字符代码的前缀。 这种编码称为前缀码。
PPT文档演模板
贪心算法与最优策略
编码的前缀性质可以使译码方法非常简单。 表示最优前缀码的二叉树总是一棵严格二 叉树,即树中任一结点都有2个儿子结点。 平均码长定义为:
关于贪心算法的经典问题(算法效率or动态规划)
关于贪⼼算法的经典问题(算法效率or动态规划)如题,贪⼼算法⾪属于提⾼算法效率的⽅法,也常与动态规划的思路相挂钩或⼀同出现。
下⾯介绍⼏个经典贪⼼问题。
(参考⾃刘汝佳著《算法竞赛⼊门经典》)。
P.S.下⽂皆是我⼀个字⼀个字敲出来的,绝对“童叟⽆欺”,哈哈。
(。
⌒∇⌒) 耗费了我的很多时间,所以——希望对⼤家有帮助啊~ (=^‸^=)⼀、背包相关问题1.最优装载问题:给出N个物体,有⼀定重量。
请选择尽量多的物体,使总重量不超过C。
解法:只关⼼数量多,便把重量从⼩到⼤排序,依次选,直到装不下。
2.部分背包问题:给出N个物体,有⼀定重量和价值。
请选择⼀些物体的⼀部分使在总重量不超过C的条件下总价值最⼤。
解法:关⼼总价值⼤,物体可取部分,便优先取单位重量价值较⼤的物体。
3.乘船问题:有N个⼈,有⼀定重量。
每艘船的最⼤载重量均为C,且最多载2⼈。
请⽤最少的船装载所有⼈。
解法:关⼼数量少,要尽量使每艘船的实际载重量尽量接近于最⼤载重量。
便把重量从⼩到⼤排序,每艘船依次先载⼀个⼈,再载重量最接近船的剩余可载重量的⼈。
这样可以使眼前的消费(剩余载重量)最少。
实现:⽤2个变量 l , r 分别从两头往中间移动,l 和 r 可共乘⼀艘船,或 r ⾃⼰乘⼀艘船。
⼆、区间相关问题1.选择不相交区间:数轴上有N个开区间(Li,Ri),请选择尽量多个区间,并保证这些区间两两没有公共点。
解法:先把这些区间按找 Ri 从⼩到⼤的顺序排序,再对按序排列的每2个区间A,B分情况讨论:(1)A被B包含,选A最优;(2)A右边的⼀部分与B左边的⼀部分相交,选A最优,因为选A⽐B减少了与后⾯区间相交的可能性;(3)A、B不相交,便2个都选。
总的来说就是排序后,从左到右选第⼀个没有与前⾯已选的区间相交的区间。
O(n)。
拓展:那么如果可以⼀共覆盖两次,那该怎么选? ——也就是。
2.区间选点问题:数轴上有N个闭区间[Li,Ri],请选择尽量少的点,使得每个区间内都⾄少有⼀个点。
车辆配载方案计算题
车辆配载方案计算题背景在物流领域中,车辆配载对于运输成本的控制具有重要的作用。
一个合理的车辆配载方案可以最大化每辆车的装载量,减少运输次数和车辆使用成本。
因此,对于物流企业来说,制定一个高效的车辆配载方案是非常重要的。
问题描述假设有一家物流公司要运输6个订单,每个订单的货物重量和体积如下表:订单编号货物重量(吨)货物体积(立方米)1 4 122 3 93 2 64 2 65 5 156 1 3公司共有三辆车可用于运输,各车的载重和体积如下表:车辆编号载重(吨)运载体积(立方米)1 6 182 5 153 3 9请设计一个算法,使公司可以制定出合理的车辆配载方案,最大化每辆车的装载量。
解决方案方法一:贪心算法贪心算法是一种策略算法,通过在每个步骤中选择最优解或部分解来实现问题最优解的解决方案。
对于本问题,我们可以使用贪心算法来设计车辆配载方案。
首先按照每个订单的重量从大到小排序,然后迭代每个订单,将其添加进可以装载的最小车辆。
如果当前车辆无法容纳当前订单,则将该订单放到下一辆车辆进行装载。
直到所有订单都被装载到车辆上,并返回分配方案。
该算法的时间复杂度为O(nlogn),其中n为订单数量。
方法二:动态规划动态规划是一种通用的方法,它通常用于在给定的约束条件下优化或计算某个状态的值。
对于本问题,我们可以使用动态规划来设计车辆配载方案。
我们可以将问题定义为一个二维背包问题,即订单的重量和体积作为物品的重量和体积,车辆的载重和体积作为背包的容量,目标是满足所有订单的重量和体积限制,并最大化每辆车的装载量。
可以使用0-1背包问题的方法来处理问题,即将订单作为物品,并只有两种状态:选择或不选择。
该算法的时间复杂度为O(nm),其中n为订单数量,m为车辆数量。
算法实现方法一:贪心算法def greedy_allocation(orders, vehicles):orders = sorted(orders, key=lambda x: x[0], reverse=True) # 按重量排序allocation = [[] for i in range(len(vehicles))] # 初始化分配方案for order in orders:added =Falsefor i in range(len(vehicles)):if vehicles[i][0] >= order[0] and vehicles[i][1] >= order [1]:allocation[i].append(order)vehicles[i][0] -= order[0]vehicles[i][1] -= order[1]added =Truebreakif not added:return None# 如果无法装载,方案为Nonereturn allocation方法二:动态规划def dp_allocation(orders, vehicles):dp = [[[-1for k in range(len(vehicles))] for j in range(sum([order [1] for order in orders])+1)] for i in range(sum([order[0] for order in orders])+1)]for i in range(len(dp)):for j in range(len(dp[i])):for k in range(len(dp[i][j])):if i ==0or j ==0or k ==0:dp[i][j][k] =0else:if orders[i-1][0]<=vehicles[k-1][0] and\\orders[i-1][1]<=vehicles[k-1][1] and\\dp[i-1][j][k-1] < dp[i-1][j-orders[i-1][1]] [k-1]+orders[i-1][0]:dp[i][j][k]=dp[i-1][j-orders[i-1][1]][k-1]+orde rs[i-1][0]else:dp[i][j][k]=dp[i-1][j][k]allocation = [[] for i in range(len(vehicles))] # 初始化分配方案for i in range(len(vehicles)):v = vehicles[i]for j in range(len(dp)-1, 0, -1):if dp[j][sum([order[1] for order in orders])][i] ==0:breakif dp[j][sum([order[1] for order in orders])][i] > dp[j-1] [sum([order[1] for order in orders])][i]:for n in range(len(orders)-1, -1, -1):if orders[n][1] <= j and orders[n][0] <= v[0]:if dp[j][sum([order[1] for order in orders])][i] == dp[j-orders[n][1]][sum([order[1] for order in orders])][i]+orders[n] [0]:allocation[i].insert(0, orders[n])v[0] -= orders[n][0]j -= orders[n][1]if v[0] ==0:breakif sum([len(a) for a in allocation]) != len(orders):return None# 如果无法装载,方案为Nonereturn allocation算法评估通过两种算法实现的结果可以看出,对于所给数据而言,贪心算法比动态规划算法更快,并且更容易实现。
二维装箱问题的算法
二维装箱问题(2D Bin Packing Problem)是一个经典的组合优化问题,它的目标是将一系列的矩形物品放入最小数量的容器中,同时满足每个容器的尺寸限制。
这个问题在实际应用中有很多场景,如物流、仓储、广告排版等。
解决二维装箱问题的算法有很多,以下是一些常见的算法:1. 贪心算法(Greedy Algorithm):贪心算法是一种简单且易于实现的算法。
它的基本思想是在每一步都选择当前最优的解决方案。
对于二维装箱问题,贪心算法可以选择每次放入面积最大的矩形,直到无法再放入为止。
然后开始新的一行,重复这个过程。
贪心算法的缺点是可能得不到最优解,因为它没有考虑到后续的放置情况。
2. 启发式算法(Heuristic Algorithm):启发式算法是一种基于经验的算法,它通过一定的规则来指导搜索过程。
对于二维装箱问题,启发式算法可以根据矩形的长宽比、面积等因素来确定放置的顺序和位置。
启发式算法通常能够得到较好的解,但不一定是最优解。
3. 遗传算法(Genetic Algorithm):遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的全局搜索算法。
它通过不断地进行交叉、变异和选择操作,来生成新的解决方案。
对于二维装箱问题,遗传算法可以用于优化矩形的放置顺序和位置,以找到更优的解。
4. 模拟退火算法(Simulated Annealing):模拟退火算法是一种基于概率的全局优化算法。
它通过在一定的温度下随机搜索解空间,并在温度降低时逐渐收敛到最优解。
对于二维装箱问题,模拟退火算法可以用于优化矩形的放置顺序和位置,以找到更优的解。
5. 粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization):粒子群优化算法是一种基于群体智能的全局优化算法。
它通过模拟鸟群觅食行为,来寻找最优解。
对于二维装箱问题,粒子群优化算法可以用于优化矩形的放置顺序和位置,以找到更优的解。
6. 线性规划(Linear Programming):线性规划是一种数学优化方法,它可以用于求解具有线性约束和目标函数的问题。
贪心算法在最优化问题中的应用研究
贪心算法在最优化问题中的应用研究第一章:引言贪心算法是在最优化问题中被广泛应用的一种算法。
在计算机科学领域中,贪心算法是一种启发式算法,通过在每个步骤中选择最优解决方案来达到整体最优解决方案。
贪心算法的特点是该算法快速简单且易于理解。
在不同的最优化问题中,贪心算法具有不同的应用方法和实现方式。
本文将介绍贪心算法的基本原理和应用方法,并从实际问题出发,分析贪心算法在最优化问题中的应用实例。
第二章:贪心算法基本原理贪心算法是一种求解最优解的启发式算法。
贪心算法在每个步骤中选择当前状态下的最优解,使得整体解决方案达到最优化。
贪心算法与动态规划、分支界限等算法相比较,贪心算法具有简单快速的特点。
贪心算法的过程如下:1、定义最优解。
2、根据问题定义选择一个最优解策略。
3、根据最优策略,在当前状态下选择最优的解。
4、对于已选择的最优解,在下一个状态下重复步骤3,直到达到最优解。
贪心算法的正确性需要证明,即要证明每一步选择的最优解可以达到整体最优解。
第三章:贪心算法应用方法针对不同的最优化问题,贪心算法具有不同的应用方法。
本节将从两个方面来介绍贪心算法应用的两种方法。
1、构造法贪心算法通过构造法实现。
通常情况下,构造法通过从剩余选项中选择当前状态下的最优解。
举例说明,对于背包问题,贪心算法以价值单位最高为准则优先选取物品装入背包中。
在霍夫曼编码问题中,贪心算法选择以最小的频率为基准选择编码,这样可以使总编码长度最小。
2、优化法贪心算法通过优化法实现。
通常情况下,优化法通过贪心算法的思路对问题进行重构。
这样,在选择最优状态时,将避免一些不必要的无效状态。
举例说明,对于旅行推销员问题,贪心算法可以通过选择离当前节点距离最近的邻居节点,避免重复和无效的状态。
第四章:应用实例贪心算法在不同的实际问题中得到了充分的应用。
在本章中,将通过两个实际问题来展示贪心算法的具体应用。
1、硬币找零贪心算法在硬币找零问题中得到了应用。
贪心算法的应用
贪心算法的应用贪心算法是一种经典的算法思想,它在解决一些优化问题时具有很高的效率和实用性。
本文将介绍贪心算法的原理和应用,并以实际场景为例,详细讲解贪心算法的实施过程。
一、贪心算法简介贪心算法是一种基于贪心策略的算法思想,即每一步都选择当前最优解,以期望最终能够达到全局最优解。
它的核心思想是通过不断地做出局部最优选择,从而达到全局最优。
贪心算法通常适用于满足“最有子结构性质”的问题,即通过局部最优解来推导出全局最优解。
二、贪心算法的应用场景贪心算法的应用非常广泛,以下将介绍几个常见的应用场景。
1. 零钱找零问题假设我们需要找零n元,而手上只有面额为1元、2元、5元的硬币若干。
为了找零的硬币数量最少,我们可以采用贪心算法的思想:每一步选择面额最大的硬币,再找零,直到找够n元为止。
2. 区间调度问题给定一个由n个区间组成的集合,每个区间都有一个起始时间和结束时间,我们的目标是在不重叠的前提下,尽量多地选择区间。
解决这个问题的贪心策略是选择结束时间最早的区间,再继续选择剩余区间中结束时间最早的区间,依次类推。
3. 最优装载问题假设有一批货物和一个固定容积的仓库,每个货物有自己的体积和价值。
我们的目标是在仓库容积有限的情况下,选择部分货物使得总价值最大化。
贪心算法可以通过按单位价值排序,每次选择价值最高的货物进行装载,直到仓库容量不足为止。
三、贪心算法的实施过程以区间调度问题为例,介绍贪心算法的实施过程。
1. 首先,将所有区间按照结束时间进行排序。
2. 初始化一个空的结果集res,将第一个区间加入res中。
3. 从第二个区间开始遍历,若当前区间的起始时间大于等于res中最后一个区间的结束时间,则将该区间加入res中。
4. 遍历完所有区间后,res中存放的就是最优解。
通过上述过程,我们可以得到最大化选择的不重叠区间集合,从而解决了区间调度问题。
四、贪心算法的优缺点贪心算法的优点是简单、高效,可以快速地得到一个近似最优解。
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}
i=lastExchangeIndex; //当不存在交换的时候,lastExchangeIndex = 0,循环结束
}
}
void Loading(int x[],int w[],int c,int n,int *t) //传址
{
sort(w,t,n);
for(int i=0;i<n;i++)x[i]=0;
2.最优子结构性质
当一个问题的最优解包含其子问题的最优解时,称此问题具有最优子结构性质。
最优装载问题
1.问题描述:
有一批集装箱要装上一艘载重量为c的轮船。其中集装箱i的重量为Wi。最优装载问题要求确定在装载体积不受限制的情况下,将尽可能多的集装箱装上轮船。
2.数学描述:
三. 实验程序及运行结果
#include<iostream.h>
具体的做法:首先排序整个集装箱(依照重量从小到大的顺序),然后尽可能多地选出前i个集装箱,要求y =(x1w1 + x2w2 +…+ xiwi) <= c.
输出所选集装箱编号。
任务完成。
2.最优装载问题具有最优子结构性质:
分析:由2中的分析可以看出,一个问题的最优解包含其子问题的最优解,所以,最优装载问题具有最优子结构性质。
int lastExchangeIndex;
i=n-1;
while(i>0)
{
lastExchangeIndex=0;
for(j=0;j<i;j++)
{
if(w[j+1]<w[j])
{
Swap(w[j+1],w[j]); //物品重量交换
lastExchangeIndex=j;
Swap(t[j],t[j+1]); //物品序号交换
二. 实验内容
贪心算法基本思想:
整体划分成部分,分而治之。每个部分中寻找最优解,然后综合所有部分最优解。这是,可能得到整体的最优解,但往往得到的是近似的最优解。
贪心算法基本要素:
1.贪心选择性质
所谓贪心选择性质是指所求问题的整体最优解可以通过一系列局部最优的选择,即贪心选择来达到。这是贪心算法可行的第一个基本要素,也是贪心算法与动态规划算法的主要区别。
#include<stdlib.h>
void Swap(int &x,int &y)//交换
{
int t;
t=x;
x=y;
y=t;
}
void sort(int w[],int t[],int n)//排序,由小到大
{
for(int m=0;m<n;m++) //为每个物品编序号
{
t[m]=m;
}
int i,j;
int *w=new int[n]; //存储每个物品重量
for(int i=0;i<n;i++)
{
cout<<"请输入第"<<i<<"个物品重量:"<<endl;
cin>>w[i];
}
int *x=new int[n]; //物品是否装入
for(int j=0;j<n;j++) //初始化所有物品均为不装入
{
x[j]=0;
}
Loading(x,w,c,n,t);
cout<<"装入物品编号为:"<<endl;
for(int k=0;k<n;k++)
{
if(x[k]==1)
cout<<t[k]+1<<"";
}
//释放数组资源空间
delete []t;
delete [;
}
四.实验分析
证明:
1.最优装在问题具有贪心选择性质:
分析:当载重量为定值c时,Wi越小时,可装载的集装箱数量n越大。问题划分为i个子问题,只要依次选择最小重量集装箱,满足小于等于c。原问题即可由i个子问题的最优解得到整体的最优解。所以,最优装在问题具有贪心选择性质。
y = max(x1w1+ x2w2+…+xiwi+…+ xnwn)
//author : Kevin Black
//这个是我刚刚做好的作业,我觉得应该上传一些文档到豆丁
//老师···假如你看到我的作业跟网上的这个文章一样···你别以为我是抄的啊···
//记得看看作者的名字啊!!
贪心算法之最优装载问题
一.
掌握贪心算法的基本思想(具体阐述)
掌握贪心算法的基本要素:贪心选择性质和最优子结构性质
3.由于最优装载问题的贪心选择性质和最优子结构性质,最优装载问题符合贪心算法。
参考文献
[1]/sfzx/jpsykc/xlcad/xu04.html#(18)
for(int j=0; j<n && w[t[j]]<=c ; j++)
{
x[t[j]]=1;//装入
c-=w[t[j]];
}
}
int main()
{
int n,c;
cout<<"请输入物品个数:"<<endl;
cin>>n;
cout<<"请输入最大容量:"<<endl;
cin>>c;
int *t=new int[n]; //存储物品编号