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贪心算法历史背景

发布时间:2022-09-03 00:54:48

‘壹’ 关于编程的书籍

一、Python系列(3本)

如果你之前一点编程经验都没有,先看如下两本:

1、《简明Python教程》(A Byte of Python)

入门Python的绝佳Tutorial,从书的目录便可以了解到作者Swaroop C H清晰的行文思路,以及对Python高超的驾驭能力。

2、《集体智慧编程》

以具体实例的方式来展示Python的编程技巧,受益良多。作者用非常直观的方式向读者展示了人工智能和机器学习中的大量经典的算法。更可贵的是,作者在展示算法时所使用的例子都是网络中非常有代表性的场景,并且很多情况下还会结合一些实际运营的 Web 站点的数据作更进步阐释。当然,作为一本实用型的书,少不了的是大量可运行的代码。

3、《Python Cookbook中文版,第3版》

这本书可谓Python版《代码大全》。有人说《代码大全》这类书是字典,其实不尽然《代码大全》是高手过招。《Cookbook》也如此,阅读时总能让你有一种:“哇塞,漂亮!”的感觉。能把 Cookbook 全部读完,你的Python水平绝对发生质变。

二、Java语言系列(3本)

1、《Java核心技术·卷1:基础知识(原书第9版)》

Java领域最有影响力和价值的着作之一,拥有20多年教学与研究经验的资深Java技术专家撰写,与《Java编程思想》齐名。

2、《算法 第四版》

Java 语言描述,算法领域经典的参考书,全面介绍了关于算法和数据结构的必备知识,并特别针对排序、搜索、图处理和字符串处理进行了论述。书的内容非常多,可以说是Java程序员的必备书籍之一

3、《数据结构与算法分析:Java语言描述》

这本书真是非常好!个人感觉很适合给初学者入门看,里面的分析数学公式恰到好处,没有算法导论的令人望而生畏,也没有国内图书的草草了事,既学习了数据结构又有刚刚好的算法分析,很容易使人产生共鸣。

当然,对于Java我们建议进行系统的学习,扎实基础不能只靠看书。如果你有任何疑问,欢迎你在千锋武汉官网上留下你的相关情况,我再对号入座帮你解答。
在这里插入图片描述
三、前端系列(4本)

1、《Java权威指南(第6版)》

淘宝前端团队翻译,这本书又叫犀牛书,号称Java开发者的圣经,网上对此书评价很多,大概意思都是说这本书是一本Java文档手册,没有完整看过一遍此书的都不能算是一名合格的前端工程师。

2、《Java高级程序设计(第3版)》

又称红宝书,雅虎首席前端架构师,YUI的作者Zakas出品。虽然书名带了“高级”二字,但是讲得也很基础,而且行文风格很流畅,每一小节就像是一篇博客,读起来并不枯燥,个人感觉比上面那本犀牛书可读性更强。

3、《Java设计模式与开发实践》

本书是在设计模式上的进一步扩充。一大特点就是结合实操,代码完整能直接应用到实际开发中。

4、《Web性能权威指南》

本书是谷歌公司高性能团队核心成员的权威之作,堪称实战经验与规范解读完美结合的产物。本书目标是涵盖Web开发者技术体系中应该掌握的所有网络及性能优化知识。

‘贰’ 求解一贪心算法问题

最快回答那个不懂别乱说,别误人子弟。
这题标准的贪心算法,甚至很多时候被当做贪心例题
要求平均等待时间,那么就得用 总等待时间 / 人数
所以只用关心总等待时间,
如果数据大的在前面,那么后面必然都要加一次这个时间,所以按从小到大排。
给你写了个,自己看吧。
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <stdio.h>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int n;
float arr[105];
cin >> n;
for(int i = 0; i < n; ++i)
cin >> arr[i];
sort(arr, arr+n);
int tnow = 0;
int tmax = 0;
for(int i = 0; i < n; ++i)
{
tmax += tnow;
tnow += arr[i];
}
for(int i = 0; i < n; ++i)
{
printf("%0.2f ", arr[i]);
}
cout << endl;
printf("%0.2f\n",tmax / (float)n);
return 0;
}

‘叁’ C++贪心算法排座位问题

noip2008的题吗?排序加贪心就行了

‘肆’ 应用问题求解,加油站有效加油位问题!

1.已知有
3
个物品:(w1,w2,w3)=(12,10,6),(p1,p2,p3)=(15,13,10),背包的容积
M=20,根据
0-1

包动态规划的递推式求出最优解。
2.按要求完成以下关于排序和查找的问题。
①对数组
A={15,29,135,18,32,1,27,25,5},用快速排序方法将其排成递减序。
②请描述递减数组进行二分搜索的基本思想,并给出非递归算法。
③给出上述算法的递归算法。
④使用上述算法对①所得到的结果搜索如下元素,并给出搜索过程:18,31,135。
3.已知
1
(
)
*
(
)
i
i
k
k
ij
r
r
A
a
+
=

k
=1,2,3,4,5,6,
r
1
=5,
r
2
=10,
r
3
=3,
r
4
=12,
r
5
=5,
r
6
=50,
r
7
=6,
求矩阵链积
A
1
×A
2
×A
3
×A
4
×A
5
×A
6
的最佳求积顺序(要求给出计算步骤)

4.












,


0-1







n=3,M=20

(w1,w2,w3)=(12,10,6),(p1,p2,p3)=(15,13,10)。
5.试用贪心算法求解汽车加油问题:
已知一辆汽车加满油后可行驶
n
公里,
而旅途中有若干个加油站。
试设计一个有效算法,指出应在哪些加油站停靠加油,使加油次数最少,请写出该算法。
6.试用动态规划算法实现下列问题:设
A

B
是两个字符串。我们要用最少的字符操作,将字符串
A
转换为字符串
B,这里所说的字符操作包括:
①删除一个字符。
②插入一个字符。
③将一个字符改为另一个字符。
请写出该算法。
7.对于下图使用
Dijkstra
算法求由顶点
a
到顶点
h
的最短路径。
8.试写出用分治法对数组
A[n]实现快速排序的算法。
9.有
n
个活动争用一个活动室。
已知活动
i
占用的时间区域为[s
i

f
i
],
活动
i,j
相容的条件是:
sj≥f
i
,问题的解表示为(x
i
|
x
i
=1,2…,n,),x
i
表示顺序为
i
的活动编号活动,求一个相容的活动子
集,且安排的活动数目最多。
10.设
x
1

x
2

x
3
是一个三角形的三条边,而且
x
1
+x
2
+x
3
=14。请问有多少种不同的三角形?给出解答过
程。
11.设数组
A

n
个元素,需要找出其中的最大最小值。
①请给出一个解决方法,并分析其复杂性。
②把
n
个元素等分为两组
A1

A2,分别求这两组的最大值和最小值,然后分别将这两组的最大值
和最小值相比较,求出全部元素的最大值和最小值。如果
A1

A2
中的元素多于两个,则再用上述
方法各分为两个子集。直至子集中元素至多两个元素为止。这是什么方法的思想?请给出该方法的
算法描述,并分析其复杂性。
12.有
n
个程序和长度为
L
的磁带,
程序
i
的长度为
a
i

已知
L
a
n
i
i


=
1

求最优解(x
i

x
2

...,
x
i

…,
x
n
),x
i
=0,1,
x
i
=1,表示程序
i
存入磁带,x
i
=0,表示程序
i
不存入磁带,满足
L
a
x
n
i
i
i


=
1

且存放的程序数目最多。
13.试用分治法实现有重复元素的排列问题:设
)
,...,
,
{
2
1
n
r
r
r
R
=
是要进行排列的
n
个元素,其中元素
n
r
r
r
,...,
,
2
1
可能相同,试设计计算
R
的所有不同排列的算法。
14.试用动态规划算法实现
0-1
闭包问题,请写出该算法。
15.试用贪心算法求解下列问题:将正整数
n
分解为若干个互不相同的自然数之和,使这些自然数的乘
积最大,请写出该算法。
16.试写出用分治法对一个有序表实现二分搜索的算法。
17.试用动态规划算法实现最长公共子序列问题,请写出该算法。
18.假设有
7
个物品,它们的重量和价值如下表所示。若这些物品均不能被分割,且背包容量
M=150,
使用回溯方法求解此背包问题,请写出状态空间搜索树。
物品
A
B
C
D
E
F
G
重量
35
30
60
50
40
10
25
价值
10
40
30
50
35
40
30
19.求解子集和问题:对于集合
S={1,2
,6,8},求子集,要求该子集的元素之和
d=9。
①画出子集和问题的解空间树;
②该树运用回溯算法,写出依回溯算法遍历节点的顺序;
③如果
S
中有
n
个元素,指定
d,用伪代码描述求解子集和问题的回溯算法。
20.求解填字游戏问题:在
3×3
个方格的方阵中要填入数字
1

N(N≥10)内的某
9
个数字,每个方
格填一个整数,似的所有相邻两个方格内的两个整数之和为质数。试采用回溯法写出满足这个要求
的一种数字填法的算法和满足这个要求的全部数字填法的算法。
21.试用动态规划算法实现最大子矩阵和问题:

n
m
×
矩阵
A
的一个子矩阵,
使其各元素之和为最大。
22.试用回溯法解决下列整数变换问题:关于整数
i
的变换
f

g
定义如下:


2
/
)
(
;
3
)
(
i
i
g
i
i
f
=
=

对于给定的两个整数
n

m
,要求用最少的变换
f

g
变换次数将
n
变为
m

23.关于
15
谜问题。在一个
4×4
的方格的棋盘上,将数字
1

15
代表的
15
个棋子以任意的顺序置入
各方格中,空出一格。要求通过有限次的移动,把一个给定的初始状态变成目标状态。移动的规则
是:每次只能把空格周围的四格数字(棋子)中的任意一个移入空格,从而形成一个新的状态。为
了有效的移动,设计了估值函数
C
1
(x),表示在结点
x
的状态下,没有到达目标状态下的正确位置
的棋子的个数。

‘伍’ 很简单的C语言贪心算法,用map做的,但我对map有个问题

改成 pw.insert(make_pair(5,10));

‘陆’ id3算法是什么

ID3算法是一种贪心算法,用来构造决策树。ID3算法起源于概念学习系统(CLS),以信息熵的下降速度为选取测试属性的标准,即在每个节点选取还尚未被用来划分的具有最高信息增益的属性作为划分标准,然后继续这个过程,直到生成的决策树能完美分类训练样例。

ID3算法的背景

ID3算法最早是由罗斯昆(J. Ross Quinlan)于1975年在悉尼大学提出的一种分类预测算法,算法的核心是“信息熵”。ID3算法通过计算每个属性的信息增益,认为信息增益高的是好属性,每次划分选取信息增益最高的属性为划分标准,重复这个过程,直至生成一个能完美分类训练样例的决策树。

‘柒’ 证明题:用解背包问题的贪心算法解0-1背包问题时不一定得到最优解 急求!!

贪心算法总是作出在当前看来是最好的选择,即贪心算法并不从整体最优解上加以考虑,它所作出的选择只是在某种意义上的局部最优解。
背包问题可以用贪心算法求解,而0-1背包问题却不能用贪心算法求解。
用贪心算法求解背包问题的步骤是,首先计算每种物品单位重量的价值vi/wi;然
后,依贪心选择策略,将尽可能多的单位重量价值最高的物品装入背包。若将这种物品全部装入背包后,背包内的物品总量未超过c,则选择单位重量价值次高的物
品并尽可能多地装入背包。依此策略一直进行下去,直到背包装满为止。
在最后一步包装不下时可能会分割物品,而0-1背包问题不能分割物品,故不一定得到最优解。
取一反例即可说明

‘捌’ 大学排课需要注意什么

1课题背景与研究意义
排课问题早在70年代就证明是一个NP完全问题,即算法的计算时间是呈指数增长的,这一论断确立了排课问题的理论深度。对于NP问题完全问题目前在数学上是没有一个通用的算法能够很好地解决。然而很多NP完全问题目具有很重要的实际意义,例如。大家熟悉地路由算法就是很典型的一个NP完全问题,路由要在从多的节点中找出最短路径完成信息的传递。既然都是NP完全问题,那么很多路由算法就可以运用到解决排课问题上,如Dijkstra算法、节点子树剪枝构造网络最短路径法等等。
目前大家对NP 完全问题研究的主要思想是如何降低其计算复杂度。即利用一个近似算法来代替,力争使得解决问题的时间从指数增长化简到多项式增长。结合到课表问题就是建立一个合适的现实简约模型,利用该简约模型能够大大降低算法的复杂度,便于程序实现,这是解决排课问题一个很多的思路。
在高等院校中,培养学生的主要途径是教学。在教学活动中,有一系列管理工作,其中,教学计划的实施是一个重要的教学环节。每学期管理人员都要整理教学计划,根据教学计划下达教学任务书,然后根据教学任务书编排课程表。在这些教学调度工作中,既有大量繁琐的数据整理工作,更有严谨思维的脑力劳动,还要填写大量的表格。因此工作非常繁重。
加之,随着教学改革的进行及“211”工程的实施,新的教育体制对课表的编排提出了更高的要求。手工排课时,信息的上通下达是极其麻烦的,而采用计算机排课,教学中的信息可以一目了然,对于优化学生的学习进程,评估每位教师对教学的贡献,领导合理决策等都具有重要的意义,必将会大大推进教学的良性循环。
2课题的应用领域
本课题的研究对开发高校排课系统有指导作用。
排课问题的核心为多维资源的冲突与抢占,对其研究对类似的问题(特别是与时间表有关的问题:如考试排考场问题、电影院排座问题、航空航线问题)也是个参考。
3 课题的现状
年代末,国外就有人开始研究课表编排问题。1962年,Gotlieb曾提出了一个课表问题的数学模型,并利用匈牙利算法解决了三维线性运输问题。次后,人们对课表问题的算法、解的存在性等问题做了很多深入探讨。但是大多数文献所用的数学模型都是Gotlieb的数学模型的简化或补充,而至今还没有一个可行的算法来解决课表问题。
近40年来,人们对课表问题的计算机解法做了许多尝试。其中,课表编排的整数规划模型将问题归结为求一组0-1变量的解,但是其计算量非常大。解决0-1线性优化问题的分支一定界技术却只适用也规模较小的课表编排,Mihoc和Balas(1965)将课表公式化为一个优化问题,Krawczk则提出一种线性编程的方法。Junginger将课表问题简化为三维运输问题,而Tripathy则把课表问题视作整数线性编程问题并提出了大学课表的数学模型。
此外,有些文献试图从图论的角度来求解排课表的问题,但是图的染色问题也是NP完全问题,只有在极为简单的情况下才可以将课表编排转化为二部图匹配问题,这样的数学模型与实际相差太远,所以对于大多数学校的课表编排问题来说没有实用价值。
进入九十年代以后,国外对课表问题的研究仍然十分活跃。比较有代表的有印度的Vastapur大学管理学院的ArabindaTripathy、加拿大Montreal大学的Jean Aubin和Jacques Ferland等。目前,解决课表方法的问题有:模拟手工排课法,图论方法,拉格朗日法,二次分配型法等多种方法。由于课表约束复杂,用数学方法进行描述时往往导致问题规模剧烈增大,这已经成为应用数学编程解决课表问题的巨大障碍。国外的研究表明,解决大规模课表编排问题单纯靠数学方法是行不通的,而利用运筹学中分层规划的思想将问题分解,将是一个有希望得到成功的办法。
在国内,对课表问题的研究开始于80年代初期、具有代表性的有:南京工学院的UTSS(A University Timetable Scheling System)系统,清华大学的TISER(Timetable SchelER)系统,大连理工大学的智能教学组织管理与课程调度等,这些系统大多数都是模拟手工排课过程,以“班”为单位,运用启发式函数来进行编排的。但是这些系统课表编排系统往往比较依赖于各个学校的教学体制,不宜进行大量推广。
从实际使用的情况来看,国内外研制开发的这些软件系统在实用性上仍不尽如人意。一方面原因是作为一个很复杂的系统,排课要想面面俱到是一件很困难的事;另一方面每个学校由于其各自的特殊性,自动排课软件很难普遍实用,特别是在调度的过程中一个很小的变动,要引起全部课程的大调整,这意味着全校课程大变动,在实际的应用中这是很难实现的事。
4解决NP问题的几种算法及其比较
解决NP完全问题只能依靠近似算法,所以下面介绍几种常用算法的设计思想,包括动态规划、贪心算法、回溯法等。
动态规划法是将求解的问题一层一层地分解成一级一级、规模逐步缩小的子问题,直到可以直接求出其解的子问题为止。分解成的所有子问题按层次关系构成一颗子问题树。树根是原问题。原问题的解依赖于子问题树中所有子问题的解。动态规划算法通常用于求一个问题在某种意义下的最优解。设计一个动态规划算法,通常可按以下几个步骤进行:
1. 分析最优解的性质,并刻划其结构特征。
2. 递归的定义最优解。
3. 以自底向上的方式计算出最优解。
4. 根据计算最优解时得到的信息,构造一个最优解。
步骤1~3是动态规划算法的基本步骤。在只需要求出最优解的情形,步骤4可以省去。若需要求出问题的一个最优解,则必须执行步骤4。此时,在步骤3中计算最优解时,通常需记录更多的信息,以便在步骤4中,根据所记录的信息,快速地构造出一个最优解。
(二)贪心算法
当一个问题具有最优子结构性质时,我们会想到用动态规划法去解它,但有时会有更简单、更有效的算法,即贪心算法。顾名思义,贪心算法总是做出在当前看来最好的选择。也就是说贪心算法并不是整体最优上加以考虑,他所作出的选择只是在某种意义上的局部最优的选择。虽然贪心算法不是对所有问题都能得到整体最优解,但对范围相当广的许多问题它能产生整体最优解,如图的算法中单源最短路径问题,最小支撑树问题等。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。
在贪心算法中较为有名的算法是Dijkstra算法。它作为路由算法用来寻求两个节点间的最短路径。Dijkstra算法的思想是:假若G有n个顶点,于是我们总共需要求出n-1条最短路径,求解的方法是:初试,写出V0(始顶点)到各顶点(终顶点)的路径长度,或有路径,则令路径的长度为边上的权值;或无路经,则令为∞。再按长度的递增顺序生成每条最短路径。事实上生成最短路径的过程就是不断地在始顶点V何终顶点W间加入中间点的过程,因为在每生成了一条最短路径后,就有一个该路径的终顶点U,那么那些还未生成最短路径的路径就会由于经过U而比原来的路径短,于是就让它经过U。
(三)回溯法
回溯法有“通用的解题法”之称。用它可以求出问题的所有解或任一解。概括地说,回溯法是一个既带有系统性又带有跳跃性的搜索法。它在包含问题所有解的一颗状态空间树上,按照深度优先的策略,从根出发进行搜索。搜索每到达状态空间树的一个节点,总是先判断以该节点为根的子树是否肯定不包含问题的解。如果肯定不包含,则跳过对该子树的系统搜索,一层一层地向它的祖先节点继续搜索,直到遇到一个还有未被搜索过的儿子的节点,才转向该节点的一个未曾搜索过的儿子节点继续搜索;否则,进入子树,继续按深度优先的策略进行搜索。

‘玖’ 排课专家算法是用来做什么的

1课题背景与研究意义
排课问题早在70年代就证明是一个NP完全问题,即算法的计算时间是呈指数增长的,这一论断确立了排课问题的理论深度。对于NP问题完全问题目前在数学上是没有一个通用的算法能够很好地解决。然而很多NP完全问题目具有很重要的实际意义,例如。大家熟悉地路由算法就是很典型的一个NP完全问题,路由要在从多的节点中找出最短路径完成信息的传递。既然都是NP完全问题,那么很多路由算法就可以运用到解决排课问题上,如Dijkstra算法、节点子树剪枝构造网络最短路径法等等。
目前大家对NP 完全问题研究的主要思想是如何降低其计算复杂度。即利用一个近似算法来代替,力争使得解决问题的时间从指数增长化简到多项式增长。结合到课表问题就是建立一个合适的现实简约模型,利用该简约模型能够大大降低算法的复杂度,便于程序实现,这是解决排课问题一个很多的思路。
在高等院校中,培养学生的主要途径是教学。在教学活动中,有一系列管理工作,其中,教学计划的实施是一个重要的教学环节。每学期管理人员都要整理教学计划,根据教学计划下达教学任务书,然后根据教学任务书编排课程表。在这些教学调度工作中,既有大量繁琐的数据整理工作,更有严谨思维的脑力劳动,还要填写大量的表格。因此工作非常繁重。
加之,随着教学改革的进行及“211”工程的实施,新的教育体制对课表的编排提出了更高的要求。手工排课时,信息的上通下达是极其麻烦的,而采用计算机排课,教学中的信息可以一目了然,对于优化学生的学习进程,评估每位教师对教学的贡献,领导合理决策等都具有重要的意义,必将会大大推进教学的良性循环。
2课题的应用领域
本课题的研究对开发高校排课系统有指导作用。
排课问题的核心为多维资源的冲突与抢占,对其研究对类似的问题(特别是与时间表有关的问题:如考试排考场问题、电影院排座问题、航空航线问题)也是个参考。
3 课题的现状
年代末,国外就有人开始研究课表编排问题。1962年,Gotlieb曾提出了一个课表问题的数学模型,并利用匈牙利算法解决了三维线性运输问题。次后,人们对课表问题的算法、解的存在性等问题做了很多深入探讨。但是大多数文献所用的数学模型都是Gotlieb的数学模型的简化或补充,而至今还没有一个可行的算法来解决课表问题。
近40年来,人们对课表问题的计算机解法做了许多尝试。其中,课表编排的整数规划模型将问题归结为求一组0-1变量的解,但是其计算量非常大。解决0-1线性优化问题的分支一定界技术却只适用也规模较小的课表编排,Mihoc和Balas(1965)将课表公式化为一个优化问题,Krawczk则提出一种线性编程的方法。Junginger将课表问题简化为三维运输问题,而Tripathy则把课表问题视作整数线性编程问题并提出了大学课表的数学模型。
此外,有些文献试图从图论的角度来求解排课表的问题,但是图的染色问题也是NP完全问题,只有在极为简单的情况下才可以将课表编排转化为二部图匹配问题,这样的数学模型与实际相差太远,所以对于大多数学校的课表编排问题来说没有实用价值。
进入九十年代以后,国外对课表问题的研究仍然十分活跃。比较有代表的有印度的Vastapur大学管理学院的ArabindaTripathy、加拿大Montreal大学的Jean Aubin和Jacques Ferland等。目前,解决课表方法的问题有:模拟手工排课法,图论方法,拉格朗日法,二次分配型法等多种方法。由于课表约束复杂,用数学方法进行描述时往往导致问题规模剧烈增大,这已经成为应用数学编程解决课表问题的巨大障碍。国外的研究表明,解决大规模课表编排问题单纯靠数学方法是行不通的,而利用运筹学中分层规划的思想将问题分解,将是一个有希望得到成功的办法。
在国内,对课表问题的研究开始于80年代初期、具有代表性的有:南京工学院的UTSS(A University Timetable Scheling System)系统,清华大学的TISER(Timetable SchelER)系统,大连理工大学的智能教学组织管理与课程调度等,这些系统大多数都是模拟手工排课过程,以“班”为单位,运用启发式函数来进行编排的。但是这些系统课表编排系统往往比较依赖于各个学校的教学体制,不宜进行大量推广。
从实际使用的情况来看,国内外研制开发的这些软件系统在实用性上仍不尽如人意。一方面原因是作为一个很复杂的系统,排课要想面面俱到是一件很困难的事;另一方面每个学校由于其各自的特殊性,自动排课软件很难普遍实用,特别是在调度的过程中一个很小的变动,要引起全部课程的大调整,这意味着全校课程大变动,在实际的应用中这是很难实现的事。
4解决NP问题的几种算法及其比较
解决NP完全问题只能依靠近似算法,所以下面介绍几种常用算法的设计思想,包括动态规划、贪心算法、回溯法等。
动态规划法是将求解的问题一层一层地分解成一级一级、规模逐步缩小的子问题,直到可以直接求出其解的子问题为止。分解成的所有子问题按层次关系构成一颗子问题树。树根是原问题。原问题的解依赖于子问题树中所有子问题的解。动态规划算法通常用于求一个问题在某种意义下的最优解。设计一个动态规划算法,通常可按以下几个步骤进行:
1. 分析最优解的性质,并刻划其结构特征。
2. 递归的定义最优解。
3. 以自底向上的方式计算出最优解。
4. 根据计算最优解时得到的信息,构造一个最优解。
步骤1~3是动态规划算法的基本步骤。在只需要求出最优解的情形,步骤4可以省去。若需要求出问题的一个最优解,则必须执行步骤4。此时,在步骤3中计算最优解时,通常需记录更多的信息,以便在步骤4中,根据所记录的信息,快速地构造出一个最优解。
(二)贪心算法
当一个问题具有最优子结构性质时,我们会想到用动态规划法去解它,但有时会有更简单、更有效的算法,即贪心算法。顾名思义,贪心算法总是做出在当前看来最好的选择。也就是说贪心算法并不是整体最优上加以考虑,他所作出的选择只是在某种意义上的局部最优的选择。虽然贪心算法不是对所有问题都能得到整体最优解,但对范围相当广的许多问题它能产生整体最优解,如图的算法中单源最短路径问题,最小支撑树问题等。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。
在贪心算法中较为有名的算法是Dijkstra算法。它作为路由算法用来寻求两个节点间的最短路径。Dijkstra算法的思想是:假若G有n个顶点,于是我们总共需要求出n-1条最短路径,求解的方法是:初试,写出V0(始顶点)到各顶点(终顶点)的路径长度,或有路径,则令路径的长度为边上的权值;或无路经,则令为∞。再按长度的递增顺序生成每条最短路径。事实上生成最短路径的过程就是不断地在始顶点V何终顶点W间加入中间点的过程,因为在每生成了一条最短路径后,就有一个该路径的终顶点U,那么那些还未生成最短路径的路径就会由于经过U而比原来的路径短,于是就让它经过U。
(三)回溯法
回溯法有“通用的解题法”之称。用它可以求出问题的所有解或任一解。概括地说,回溯法是一个既带有系统性又带有跳跃性的搜索法。它在包含问题所有解的一颗状态空间树上,按照深度优先的策略,从根出发进行搜索。搜索每到达状态空间树的一个节点,总是先判断以该节点为根的子树是否肯定不包含问题的解。如果肯定不包含,则跳过对该子树的系统搜索,一层一层地向它的祖先节点继续搜索,直到遇到一个还有未被搜索过的儿子的节点,才转向该节点的一个未曾搜索过的儿子节点继续搜索;否则,进入子树,继续按深度优先的策略进行搜索。回溯法在用来求问题的所有解时,要回溯到根,且根的所有儿子都已被搜索过才结束;而在用来求问题的任一解时,只要搜索到问题的一个解就可结束。 本文来自CSDN博客,转载请标明出处: http://blog.csdn.net/hanpoyangtitan/archive/2009/04/03/4046709.aspx

‘拾’ 求解一道贪心算法

因为这个问题涉及到高维求解(大于3维),所以不推荐你用贪心算法或遗传算法之类的算法。这里给出一种升级的蒙特卡罗算法——自适应序贯数论算法,这是一种以GLP集合为基础的随机遍历算法,可以很轻易的解决一系列的高维求解问题,目前根据网上能找到的资料最多可以做到18维。

下面就根据你给出的例子讲解一下:

对于6000的料来说

1185最多做到5根(要求4根,所以一根木料对于1185的产品来说最多有0到45种可能);1079最多做到5根;985最多做到6根;756最多做到7根。

所以第一次加工一根木料最多有5*6*7*8=1680种加工可能(当然其中包括那些产品总长度大于料长的可能,但是我们可以通过罚函数来避免这些情况),那么利用GLP算法我们可以一次性产生这1680种可能,然后逐个比较那种可能最省木料;

设第一加工出的产品量分别为1 1 3 1

那么1185加工量剩3,1079剩5,985剩7,756剩7,所以第二次加工的可能性有(3+1)*(5+1)*(6+1)*(7+1)=1120种

关于自适应序贯数论算法,根据这道题你可以这样理解,4种尺寸构成了一个4维的空间,四种尺寸的每一种组合相当于空间中的一个点(1185的1根,1079的1根,985的3根,756的1根,这就组成了这个4维空间中的(1,1,3,1)点) ,自适应序贯数论算法就是先根据GLP算法在这个4维空间中随机的,均匀的分布一定的点(也就是尺寸的组合),然后根据目标函数确定其中哪一个点是最优点,我们认为最优点的附近出现最优解的可能性最大,那么我们就以最优点为中心,以一定的尺度为半径将原空间缩小,然后我们在心空间中再一次利用GLP算法均匀,随机的充满这个空间,然后重复以上过程,直到这个空间小到我们事先规定的大小,这样我们就找到了最优解。

也许你会担心算法一上来就收敛到了局部最优解,然后一直在这里打转,不用担心,GLP最大的优点就是均匀的充斥整个空间,尽量将每一种可能都遍历到。

这种算法的缺点在于充斥空间用的点需要生成向量来生成,每一种充斥方式都需要不同的向量,你可以在《数论方法在统计中的应用》这本书中查到已有的每种充斥方式对应的那些生成向量。

下面是我跟据对你给出的例子的理解算出的结果。

1185:1根
1079:1根
985:3根
756:1根
剩余木料0

1185:1根
1079:1根
985:3根
756:1根
剩余木料0

1185:1根
1079:1根
985:3根
756:1根
剩余木料0

1185:1根
1079:0根
985:1根
756:5根
剩余木料15

1185:0根
1079:3根
985:0根
756:0根
剩余木料2748

用去木料:5根
请按任意键继续. . .

程序代码如下:(变量都是用汉语拼音标的)

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <iostream.h>
#include <iomanip.h>
#include <time.h>
#include <fstream.h>
#include <windows.h>
#include "glp.h"
#define jiedeweishu 4
#define glpgeshu 10007
#define glpgeshu1 5003//100063
#define glpgeshu2 6007//33139//71053//172155//100063
#define yuanmuchang 6000
#define qiegesushi 5
#define chicun1 1185
#define chicun2 1079
#define chicun3 985
#define chicun4 756
#define chicun1shuliang 4
#define chicun2shuliang 6
#define chicun3shuliang 10
#define chicun4shuliang 8

float xuqiuchicun[jiedeweishu]={chicun1,chicun2,chicun3,chicun4};
float chicunxuqiuliang[jiedeweishu]={chicun1shuliang,chicun2shuliang,chicun3shuliang,chicun4shuliang};
float zuobianjie0[jiedeweishu];//{-19,1,-11,1.5,0,200};//{0.39111,-18.5,1,-11,1,0,2};//左边界
float youbianjie0[jiedeweishu];//{-17,1.5,-7,2,0.05,900};//{0.393,-17,2,-9,2,0.1,6};//右边界
float zuobianjie[jiedeweishu];
float youbianjie[jiedeweishu];
float zuobianjie1[jiedeweishu];//过度用
float youbianjie1[jiedeweishu];
float zuobianjie2[jiedeweishu];//局部边界
float youbianjie2[jiedeweishu];
float zuobianjie3[jiedeweishu];//大边界
float youbianjie3[jiedeweishu];
float sheng_cheng_xiang_liang[jiedeweishu]={1,1206,3421,2842};//生成向量
float sheng_cheng_xiang_liang1[jiedeweishu]={1,792,1889,191};//{1,39040,62047,89839,6347,30892,64404};//生成向量
float sheng_cheng_xiang_liang2[jiedeweishu]={1,1351,5080,3086};//{1,18236,1831,19143,5522,22910};//{1,18010,3155,50203,6065,13328};//{1,167459,153499,130657,99554,61040,18165};

struct chushi
{
float geti[jiedeweishu];
float shiying;
};

chushi *zuiyougeti;//精英保存策略
chushi *zuiyougetijicunqi;

int sishewuru(float);
float cha;//左右边界的差
int biao;//判断寻优是否成功1表示成功0表示不成功
int maxgen;//最大计算代数
int gen;//目前代数
void initialize();//算法初始化
void jingyingbaoliu();//精英保存的实现
void mubiaohanshu1(chushi &bianliang);//适应度的计算使用残差法
int cmpshiyingjiang(const void *p1,const void *p2)
{
float i=((chushi *)p1)->shiying;
float j=((chushi *)p2)->shiying;
return i<j ? 1:(i==j ? 0:-1);//现在是按降序牌排列,将1和-1互换后就是按升序排列
}

int cmp1(const void *p1,const void *p2)
{
float i= *(float*)p1;
float j= *(float*)p2;
return i<j ? 1:(i==j ? 0:-1);//现在是按降序牌排列,将1和-1互换后就是按升序排列
}
void main()
{
float bianjiebianhuashuzu[jiedeweishu];
float yiwanchengshuliang[jiedeweishu];
zuiyougeti=new chushi;//最优个体的生成
zuiyougetijicunqi=new chushi;

int i;

for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
zuiyougeti->geti[i]=0;
yiwanchengshuliang[i]=0;
}
int muliaoshuliang=0;
while(1)
{

if(yiwanchengshuliang[0]==chicun1shuliang&&yiwanchengshuliang[1]==chicun2shuliang&&yiwanchengshuliang[2]==chicun3shuliang&&yiwanchengshuliang[3]==chicun4shuliang)
break;//都加工完了就退出程序
biao=1;

for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
bianjiebianhuashuzu[i]=chicunxuqiuliang[i]-yiwanchengshuliang[i];
}
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
zuobianjie0[i]=0;
if(bianjiebianhuashuzu[i]>(int)(yuanmuchang/xuqiuchicun[i]))
{
youbianjie0[i]=(int)(yuanmuchang/xuqiuchicun[i]);
}
else
{
youbianjie0[i]=bianjiebianhuashuzu[i];
}
}
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
zuobianjie[i]=zuobianjie0[i];
youbianjie[i]=youbianjie0[i];
}
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)//在这套程序中边界分为两个部分,其中一组是根据最优解的收敛范围进行局部寻优,如果在局部找不到最优解则以现有最优解为中心进行全局搜索
{
zuobianjie2[i]=zuobianjie[i];
youbianjie2[i]=youbianjie[i];
zuobianjie3[i]=zuobianjie[i];
youbianjie3[i]=youbianjie[i];
}
zuiyougeti->shiying=-3000;
//cout<< zuiyougeti->shiying<<endl;
initialize();
//for(i=0;i<jiedeweishu;i++)/////
//{////
// cout<<zuiyougeti->geti[i]<<",";////
//}/////////
//cout<<endl;/////
// cout<<"初始最优解:"<<" "<<-zuiyougeti->shiying<<endl;/////////////
for(gen=1;gen<maxgen;gen++)
{
jingyingbaoliu();
if(cha<1e-1)
break;
}
//cout<<"最终在收敛的范围内左右边界的最大差值: "<<cha<<endl;
//for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
//{
// cout<<setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(6)<<zuiyougeti->geti[i]<<",";
// }
//cout<<endl;

//cout<<"共用代数"<<gen<<endl;
cout<<"1185:"<<zuiyougeti->geti[0]<<"根"<<endl;
cout<<"1079:"<<zuiyougeti->geti[1]<<"根"<<endl;
cout<<"985:"<<zuiyougeti->geti[2]<<"根"<<endl;
cout<<"756:"<<zuiyougeti->geti[3]<<"根"<<endl;
cout<<"剩余木料"<<(-zuiyougeti->shiying)<<endl;////////////////
cout<<endl;
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
yiwanchengshuliang[i]=yiwanchengshuliang[i]+zuiyougeti->geti[i];
}
muliaoshuliang++;

}
cout<<"用去木料:"<<muliaoshuliang<<"根"<<endl;
delete [] zuiyougetijicunqi;
delete [] zuiyougeti;

system("pause");
}
void initialize()
{
maxgen=20;//最大代数
gen=0;//起始代
cha=100;
chushi *chushizhongqunji;
chushizhongqunji=new chushi[glpgeshu];
int i,j;
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
zuobianjie1[i]=zuobianjie[i];
youbianjie1[i]=youbianjie[i];
}
float **glp_shu_zu;//第一次求解,为了使解更精确这一次求解需要的点最多
glp_shu_zu=new (float *[glpgeshu]);
for(i=0;i<glpgeshu;i++)
{
glp_shu_zu[i]=new float[jiedeweishu];//生成的glp向量用glp_shu_zu储存
}
glp glp_qiu_jie_first(glpgeshu,jiedeweishu);//定义生成多少组glp向量和向量的维数
glp_qiu_jie_first.glp_qiu_jie(glp_shu_zu,sheng_cheng_xiang_liang);//将生成的glp向量用glp_shu_zu储存,同时将生成向量带入glp类
for(i=0;i<glpgeshu;i++)//产生初始种群
{
for(j=0;j<jiedeweishu;j++)
{
chushizhongqunji[i].geti[j]=sishewuru((zuobianjie[j]+(youbianjie[j]-(zuobianjie[j]))*glp_shu_zu[i][j]));
if(j==3&&glp_shu_zu[i][j]<0)
{
cout<<"274"<<endl;/////////////
cout<<zuobianjie[j]<<" "<<glp_shu_zu[i][j]<<" "<<youbianjie[j]<<endl;////////////////////
system("pause");///////////////////
}
}
}
for(i=0;i<glpgeshu;i++)//计算初始种群的适应度
{
mubiaohanshu1(chushizhongqunji[i]);
}
qsort(chushizhongqunji,glpgeshu,sizeof(chushi),&cmpshiyingjiang);//根据适应度将初始种群集按降序进行排列
chushi *youxiugetiku;//建立一个储存优秀个体的库
youxiugetiku=new chushi[glpgeshu];//建立一个储存优秀个体的库
int jishuqi=0;
i=0;
while(chushizhongqunji[i].shiying>zuiyougeti->shiying)//凡是比上一代的最优个体还要好的个体都放入优秀个体库
{
for(int j=0;j<jiedeweishu;j++)
{
youxiugetiku[i].geti[j]=chushizhongqunji[i].geti[j];
//cout<<youxiugetiku[i].geti[j]<<endl;
}
//system("pause");
i++;
}
// cout<<i<<endl;//////////////
//system("pause");//////////////////////////////////////
jishuqi=i;//将得到的优秀个体的数量放入jishuqi保存
float *bianjiezancunqi;//下面就要以优秀个体库中个体的范围在成立一个局部搜索区域,所以先建立一个边界暂存器
bianjiezancunqi=new float[jishuqi];
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
for(int j=0;j<jishuqi;j++)
{
bianjiezancunqi[j]=youxiugetiku[j].geti[i];//将优秀个体库每一维的数据都放入bianjiezancunqi
}
qsort(bianjiezancunqi,jishuqi,sizeof(float),&cmp1);//对这些数据按降序排列,取两个边界又得到一个局部范围
//将得到的范围进行保存
zuobianjie[i]=bianjiezancunqi[jishuqi-1];
youbianjie[i]=bianjiezancunqi[0];
//cout<<zuobianjie[i]<<endl;//////////////////////////
// cout<<youbianjie[i]<<endl;///////////////////////////
//cout<<endl;///////////////////
//
if(zuobianjie[i]<zuobianjie2[i])//如果新得到的局部左边界在上一代局部左边界左边,则左边界取上一代的
{
zuobianjie[i]=zuobianjie2[i];
}
if(youbianjie[i]>youbianjie2[i])//如果新得到的局部右边界在上一代局部右边界右边,则右边界取上一代的
{
youbianjie[i]=youbianjie2[i];
}
}
if(chushizhongqunji[0].shiying>zuiyougeti->shiying)//本代种群的最优个体比历史最有个个体好,则用本代的代替之,并将标志位赋值为1表示寻优成功
{
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
zuiyougeti->geti[i]=chushizhongqunji[0].geti[i];
}
zuiyougeti->shiying=chushizhongqunji[0].shiying;
biao=1;
}
delete [] bianjiezancunqi;
delete [] youxiugetiku;
for(i=0;i<glpgeshu;i++)
{
delete [] glp_shu_zu[i];
}
delete [] glp_shu_zu;
delete [] chushizhongqunji;
}
void jingyingbaoliu() //精英保留的实现
{
float glpshuliang,xiangliang[jiedeweishu];
if(biao==1)//如果寻优成功则利用局部搜索的数据
{
glpshuliang=glpgeshu1;
for(int i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
xiangliang[i]=sheng_cheng_xiang_liang1[i];
}
}
else//否则利用全局搜索的数据
{
glpshuliang=glpgeshu2;
for(int i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
xiangliang[i]=sheng_cheng_xiang_liang2[i];
}
}

chushi *chushizhongqunji;//建立一个用来储存种群的容器
chushizhongqunji=new chushi[glpshuliang];
int i,j;

float **glp_shu_zu;//生成一个glp数组
glp_shu_zu=new (float *[glpshuliang]);
for(i=0;i<glpshuliang;i++)
{
glp_shu_zu[i]=new float[jiedeweishu];//生成的glp向量用glp_shu_zu储存
}
glp glp_qiu_jie_first(glpshuliang,jiedeweishu);//定义生成多少组glp向量和向量的维数
glp_qiu_jie_first.glp_qiu_jie(glp_shu_zu,xiangliang);//将生成的glp向量用glp_shu_zu储存,同时将生成向量带入glp类
//cout<<"377"<<endl;
if(biao!=1)//如果寻优不成功则进入全局搜索
{
//cout<<"380"<<endl;////////////
float bianjiecha[jiedeweishu];
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
bianjiecha[i]=youbianjie3[i]-zuobianjie3[i];//计算上一代全局每一维范围的宽度
}
static float rou=0.9;//定义收缩比
//float rou=pow(0.5,gen);
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)//确定新的范围
{
zuobianjie1[i]=zuiyougeti->geti[i]-rou*bianjiecha[i];//左边界为以最优个体为中心-范围宽度乘以收缩比
if(zuobianjie1[i]>zuobianjie2[i])//如果新的左边界比目前局部左边界大,那么以目前的为全局寻优的左边界
{
zuobianjie[i]=zuobianjie1[i];
zuobianjie3[i]=zuobianjie1[i];
}
else//否则以局部左边界为全局左边界
{
zuobianjie[i]=zuobianjie2[i];
zuobianjie3[i]=zuobianjie2[i];
}
youbianjie1[i]=zuiyougeti->geti[i]+rou*bianjiecha[i];//右边界为以最优个体为中心+范围宽度乘以收缩比
if(youbianjie1[i]<youbianjie2[i])
{
youbianjie[i]=youbianjie1[i];
youbianjie3[i]=youbianjie1[i];
}
else
{
youbianjie[i]=youbianjie2[i];
youbianjie3[i]=youbianjie2[i];
}
}
qsort(bianjiecha,jiedeweishu,sizeof(float),&cmp1);
if(cha==bianjiecha[0])//如果最大边界差不变的话就将收缩因子变小
{
rou=pow(rou,2);
}

cha=bianjiecha[0];
}
//cout<<"421"<<endl;/////////////////////
for(i=0;i<glpshuliang;i++)//根据新产生的最优个体确定glp群
{
for(j=0;j<jiedeweishu;j++)
{
chushizhongqunji[i].geti[j]=sishewuru((zuobianjie[j]+(youbianjie[j]-(zuobianjie[j]))*glp_shu_zu[i][j]));
}
}
for(i=0;i<glpshuliang;i++)
{
mubiaohanshu1(chushizhongqunji[i]);
}
qsort(chushizhongqunji,glpshuliang,sizeof(chushi),&cmpshiyingjiang);
zuiyougetijicunqi->shiying=zuiyougeti->shiying;
if(chushizhongqunji[0].shiying>zuiyougeti->shiying)
{
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
zuiyougeti->geti[i]=chushizhongqunji[0].geti[i];
}
zuiyougeti->shiying=chushizhongqunji[0].shiying;
biao=1;
}
else
{
// cout<<"446"<<endl;/////////////
biao=0;
}

if(biao==1)//如果寻优成功了就需要确立一个新的局部最优解范围
{
chushi *youxiugetiku;
youxiugetiku=new chushi[glpshuliang];
int jishuqi=0;
i=0;
while(chushizhongqunji[i].shiying>zuiyougetijicunqi->shiying)
{
for(int j=0;j<jiedeweishu;j++)
{
youxiugetiku[i].geti[j]=chushizhongqunji[i].geti[j];
}
i++;
}
jishuqi=i;
float *bianjiezancunqi;
bianjiezancunqi=new float[jishuqi];
for(i=0;i<jiedeweishu;i++)
{
for(int j=0;j<jishuqi;j++)
{
bianjiezancunqi[j]=youxiugetiku[j].geti[i];
}
qsort(bianjiezancunqi,jishuqi,sizeof(float),&cmp1);
zuobianjie[i]=bianjiezancunqi[jishuqi-1];
youbianjie[i]=bianjiezancunqi[0];
// cout<<zuobianjie[i]<<endl;//////////////
// cout<<youbianjie[i]<<endl;/////////////
// cout<<endl;///////////////
if(zuobianjie[i]<zuobianjie2[i])
{
zuobianjie[i]=zuobianjie2[i];
}
if(youbianjie[i]>youbianjie2[i])
{
youbianjie[i]=youbianjie2[i];
}
}
delete [] bianjiezancunqi;
delete [] youxiugetiku;
}

for(i=0;i<glpshuliang;i++)
{
delete [] glp_shu_zu[i];
}
delete [] glp_shu_zu;
delete [] chushizhongqunji;

}
void mubiaohanshu1(chushi &bianliang)//计算shiying
{
int i=0;
int sunshi,chanpin;
sunshi=qiegesushi*(bianliang.geti[0]+bianliang.geti[1]+bianliang.geti[2]+bianliang.geti[3]-1);
chanpin=chicun1*bianliang.geti[0]+chicun2*bianliang.geti[1]+chicun3*bianliang.geti[2]+chicun4*bianliang.geti[3];
bianliang.shiying=yuanmuchang-sunshi-chanpin;
if(bianliang.shiying!=0)//如果不能正好将木料分成所需尺寸则要多切一刀
{
sunshi=qiegesushi*(bianliang.geti[0]+bianliang.geti[1]+bianliang.geti[2]+bianliang.geti[3]);
}
if(bianliang.shiying<0)//罚函数
{
bianliang.shiying=bianliang.shiying+1e5;
}
bianliang.shiying=-bianliang.shiying;

}
int sishewuru(float x)
{
float y;
int z;
y=x-(int)x;
if(y<0.5)
{
z=(int)(x);
}
else
{
z=(int)x;
z=z+1;
}
return z;
}
glp.h源文件贴不下了,把你邮箱给我我发给你
邮箱:[email protected]

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