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贪婪算法

2013年10月08日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2415字 ⁄ 字号 评论关闭

是我最近在同学的书上看到的

贪婪算法是一种不追求最优解,只希望得到较为满意解的方法。贪婪算法一般可以快速得到满意的解,因为它省去了为找最优解要穷尽所有可能而必须耗费的大量时间。贪婪算法常以当前情况为基础作最优选择,而不考虑各种可能的整体情况,所以贪婪法不要回溯。 
例如平时购物找钱时,为使找回的零钱的硬币数最少,不考虑找零钱的所有各种发表方案,而是从最大面值的币种开始,按递减的顺序考虑各币种,先尽量用大面值的币种,当不足大面值币种的金额时才去考虑下一种较小面值的币种。这就是在使用贪婪算法。这种方法在这里总是最优,是因为银行对其发行的硬币种类和硬币面值的巧妙安排。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。

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。 
若考察将n种物品的集合分划成n个或小于n个物品的所有子集,最优解就可以找到。但所有可能划分的总数太大。对适当大的n,找出所有可能的划分要花费的时间是无法承受的。为此,对装箱问题采用非常简单的近似算法,即贪婪法。该算法依次将物品放到它第一个能放进去的箱子中,该算法虽不能保证找到最优解,但还是能找到非常好的解。不失一般性,设n件物品的体积是按从大到小排好序的,即有v0≥v1≥…≥vn-1。如不满足上述要求,只要先对这n件物品按它们的体积从大到小排序,然后按排序结果对物品重新编号即可。装箱算法简单描述如下:
{
    输 入 箱 子 的 容 积 ;
    输 入 物 品 种 数 n ;
    按 体 积 从 大 到 小 顺 序 , 输 入 各 物 品 的 体 积 ;
    预 置 已 用 箱 子 链 为 空 ;
    预 置 已 用 箱 子 计 数 器 box_count 为 0 ;
    for(i=0;i
    {
        从 已 用 的 第 一 只 箱 子 开 始 顺 序 寻 找 能 放 入 物 品 i 的 箱 子 j ;
        if ( 已 用 箱 子 都 不 能 再 放 物 品 i )
        {
            另 用 一 个 箱 子 , 并 将 物 品 i 放 入 该 箱 子 ;
            box_count++;
        }
        else
        将 物 品 i 放 入 箱 子 j ;
    }

上述算法能求出需要的箱子数box_count,并能求出各箱子所装物品。下面的例子说明该算法不一定能找到最优解,设有6种物品,它们的体积分别为:60、45、35、20、20和20单位体积,箱子的容积为100个单位体积。按上述算法计算,需三只箱子,各箱子所装物品分别为:第一只箱子装物品1、3;第二只箱子装物品2、4、5;第三只箱子装物品6。而最优解为两只箱子,分别装物品1、4、5和2、3、6。若每只箱子所装物品用链表来表示,链表首结点指针存于一个结构中,结构记录尚剩余的空间量和该箱子所装物品链表的首指针。另将全部箱子的信息也构成链表。以下是按以上算法编写的程序。

程序:

# include
# include
typedef struct ele
{
    int vno ;
    struct ele*link ;
}
ELE ;
typedef struct hnode
{
    int remainder ;
    ELE*head ;
    Struct hnode*next ;
}
HNODE ;
void main()
{
    int n,i,box_count,box_volume,*a ;
    HNODE*box_h,*box_t,*j ;
    ELE*p,*q ;
    Printf(“ 输 入 箱 子 容 积 / n ”);
    Scanf(“%d ”,&box_volume);
    Printf(“ 输 入 物 品 种 数 / n ”);
    Scanf(“%d ”,&n);
    A=(int*)malloc(sizeof(int)*n);
    Printf(“ 请 按 体 积 从 大 到 小 顺 序 输 入 各 物 品 的 体 积 : ”);
    For(i=0 ;
    ivno=i ;
    for(j=box_h;j!=NULL;j=j->next)
    if(j->remainder>=a)break ;
    if(j==NULL)
    {
        j=(HNODE*)malloc(sizeof(HNODE));
        j->remainder=box_volume-a ;
        j->head=NULL ;
        if(box_h==NULL)box_h=box_t=j ;
        else box_t=boix_t->next=j ;
        j->next=NULL ;
        box_count++;
    }
    else j->remainder-=a ;
    for(q=j->next;q!=NULL&&q->link!=NULL;q=q->link);
    if(q==NULL)
    {
        p->link=j->head ;
        j->head=p ;
    }
    else
    {
        p->link=NULL ;
        q->link=p ;
    }
}
printf(“ 共 使 用 了%d 只 箱 子 ” , box_count);
printf(“ 各 箱 子 装 物 品 情 况 如 下 : ”);
for(j=box_h,i=1;j!=NULL;j=j->next,i++)
{
    printf(“ 第%2 d 只 箱 子 , 还 剩 余 容 积%4 d , 所 装 物 品 有 ; / n ”,I,j->remainder);
    for(p=j->head;p!=NULL;p=p->link)
    printf(“%4 d ”,p->vno+1);
    printf(“ / n ”);
}
}

 

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