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。
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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