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; }
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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; }
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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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