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分类: LINUX

2009-08-18 14:41:07

 
   贪婪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。
   下面我就拿两个例子大家一起来学学贪婪算法,我自己也是先看什么Dijkstra看不懂,从简单的开始吧...
  
 
【问题】   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。
 
  这个就是一个典型的贪婪算法的问题,先取体积最大的
 
 {   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。

 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define N 6
#define V 100

typedef struct box
{
  int no;
  int size;
  struct box* next;
}BOX;

void init_list(BOX** H)
{
  *H = (BOX*)malloc(sizeof(BOX));
  (*H)->no = 0;
  (*H)->size = 0;
  (*H)->next = NULL;
}

BOX* find_p(BOX* H, int volume, int v)
{
   BOX* p = H->next;
   while(p!=NULL)
    {
      if(p->size+volume <= v)
        break;
        
      p = p->next;
    }
    
    return p;
}

void add_list_tail(BOX* H, BOX* p)
{
   BOX* tmp = H->next;
   BOX* q = H;
   
   while(tmp!=NULL)
    {
      q = tmp;
      tmp = tmp->next;
    }
   
   q->next = p;
}

void print_list(BOX* H)
{
   BOX* p = H->next;
   while(p!=NULL)
   {
     printf("%d:%d\n", p->no, p->size);
     p = p->next;
   }
}

int add_box(int volume[], int v)
{
  int count = 0;
  int i;
  BOX* H = NULL;
  
  init_list(&H);
  
  for(i=0;i<N;i++)
   {
    BOX* p = find_p(H, volume[i], v);
    if(p==NULL)
     {
       count++;
       p = (BOX*)malloc(sizeof(BOX));
       p->no = count;
       p->size = volume[i];
       p->next = NULL;
      add_list_tail(H, p);
     }
    else
     {
       p->size += volume[i];
     }
   }
    
    print_list(H);
    
    return count;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  int ret;
  int volumes[] = {60, 45, 35, 20, 20, 20};
  
  ret = add_box(volumes, V);
  
  printf("%d\n", ret);
  
  system("PAUSE");    
  return 0;
}

 

  昨天刚看了背包问题,动态规划法,今天就用贪婪算法解解这个问题:这里是按性价比大小依次放入,先放性价比最大的...

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define TOTAL_V 10
#define N 3

typedef struct object
{
  float weight;
  float value;
  float ratio;//性价比

}OBJECT;

void swap(OBJECT* a, OBJECT* b)
{
  OBJECT tmp = *a;
  *a = *b;
  *b = tmp;
}

int partition(OBJECT object[], int start, int end)
{
   float x = object[end].ratio;
   int i = start-1;
   int j = start;
   
   for(j=start; j<end;j++)
    {
      if(object[j].ratio-x>0.0001)
       {
         i++;
         swap(&object[i], &object[j]);
       }
    }
   
   swap(&object[i+1], &object[end]);

   return i+1;
}

void sort(OBJECT object[], int start, int end)
{
  if(start<end)
   {
     int q = partition(object, start, end);
     sort(object, start, q-1);
     sort(object, q+1, end);
   }
}

void print_object(OBJECT object[], int n)
{
  int i;
  for(i=0;i<n;i++)
   {
     printf("weight:%f value:%f ratio:%f\n", object[i].weight,
                     object[i].value, object[i].ratio);
   }
}

int greed(OBJECT object[], int n,int total)
{
  int i;
  int p =0;
  int m = total;
  for(i=0;i<n;i++)
   {
    if(object[i].weight<m)
     {
      p += object[i].value;
      m -= object[i].weight;
     }
   }
   
  return p;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  int i;
  int ret;
  int W[N] = {3,5,4};
  int V[N] = {4,6,5};
  
  OBJECT object[N];
  for(i=0;i<N;i++)
   {
     object[i].weight = W[i] * 1.0;
     object[i].value = V[i] * 1.0;
     object[i].ratio = (V[i]*1.0)/W[i];
   }
  sort(object, 0, N-1);
  
  printf("object is:\n");
  print_object(object, N);
  
  ret = greed(object, N, TOTAL_V);
  printf("max is %d\n", ret);
  system("PAUSE");    
  return 0;
}

 

 我这里得出的答案,都不是最优解,呵呵有人会说了,那贪婪算法有个p用...这里是特意为了出线这个次最优解而选择的数据...实际中数据量大的时候,这种次最优解是可以接受的

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