C语言实现贪心算法——装箱问题

一、代码

  • //装箱问题;
    #include<stdio.h>
    #include<malloc.h>
    #define V 10   //一个箱子所能装的最大体积;
    
    //物品信息;
    typedef struct 
    {
    	int gnum;  //物品编号;
    	int gv;    //物品体积;
    }Goods;
    
    //物品链;
    typedef struct Node
    {
    	int gnum;
    	struct Node *next;  //连接下一个物品;
    }GoodsLink;
    
    //箱子链;
    typedef struct Box
    {
    	int bv;   //箱子体积;
    	struct Box *next;  //下一个箱子;
    	struct Node *hg;   //箱子上的物品结点;
    }BoxLink;
    
    //物品体积降序排列;
    //冒泡排序法进行排序;
    Goods *SortGoods(Goods *g,int n) 
    {
    	for(int i=0;i<n-1;i++)
    	{
    		for(int j=0;i+j<n-1;j++)
    		{
    			if(g[j+1].gv>g[j].gv)
    			{
    				Goods t=g[j];
    				g[j]=g[j+1];
    				g[j+1]=t;
    			}
    		}
    	}
    	/*
    	//输出降序后的物品信息;
    	printf("降序后的箱子排列顺序为:\n");
    	for(i=0;i<n;i++)
    		printf("第%d个物品体积为: %d\n",gs[i].gnum,gs[i].gv);
    	printf("\n");
    	*/
    	return g;
    }
    
    //装箱;
    BoxLink *CreateBoxLink(Goods *g,int n)
    {
    	GoodsLink *pg,*qg;
    	BoxLink *pbox,*hbox=NULL,*t;
    	for(int i=0;i<n;i++)
    	{
    		//创建物品结点;
    		pg=(GoodsLink *)malloc(sizeof(GoodsLink));
    		pg->gnum=g[i].gnum;
    		pg->next=NULL; 
            //判断是否需要创建新的箱子结点;
    		//判断条件:箱子结点不为空&&该物品的体积大于箱子所剩余的体积;
    		for(pbox=hbox;pbox&&(pbox->bv<g[i].gv);pbox=pbox->next);  
    
    		//如果没有找到合适的箱子创建箱子节点;
    		if(!pbox)
    		{
    			//创建新的箱子结点;
    			pbox=(BoxLink *)malloc(sizeof(BoxLink));
    			pbox->bv=V;
    			pbox->hg=NULL;
    			pbox->next=NULL;
    			if(!hbox)      //判断箱子链表是否为空;
    				hbox=t=pbox;
    			else
    				t=t->next=pbox; 
    		} 
    		//不执行if:表示有箱子可以放的下物品;
    		pbox->bv-=g[i].gv;   //用剩余箱子体积减去当前的物品体积;
    	
    		if(!pbox->hg)   //在当前箱子上挂物品,判断箱子上是否有物品;
    			pbox->hg=pg;  //该物品是这个箱子的第一个物品结点;
    		else 	
    		{
    			for(qg=pbox->hg;qg->next;qg=qg->next);  //找到挂物品所要挂的位置;
    			qg->next=pg;   //将物品挂在找到的结点上;
    		}
    		
    	}
    	return hbox;
    }
    
    //输出每个箱子所装的物品;
    void PrintBox(BoxLink *hbox)
    {
    	int cnt=0;
    	for(BoxLink *pbox=hbox;pbox;pbox=pbox->next)
    	{
    		printf("第%d个箱子所放的物品编号:",++cnt); 
    		for(GoodsLink *pg=pbox->hg;pg;pg=pg->next)
    			printf("%2d",pg->gnum); 
    		printf("\n"); 
    	}
    	printf("\n");
    } 
    
    int main(void)
    {
    	int n,v;
    	Goods *g;
    	BoxLink *hbox;
    	printf("请输入物品的个数:");
    	scanf("%d",&n);
    	printf("\n");
    	g=(Goods *)malloc(n*sizeof(Goods));  //定义物品信息;
    
    	//初始化物品信息;
    	for(int i=0;i<n;i++)
    	{
    		printf("请输入第%d件物品体积: ",i+1);
    		scanf("%d",&v);
    		g[i].gv=v;
    		g[i].gnum=i+1;
    	}
    	printf("\n");
    
    	g=SortGoods(g,n);   //物品体积降序排列;
    	hbox=CreateBoxLink(g,n);   //装箱;
    	PrintBox(hbox);     //输出每个箱子所装的物品;
    	return 0 ;
    }
    
    

二、实现

  •  

装箱问题可以简单描述为:有一批物品,它们的重量分别为w1, w2, w3, ..., wn,现在需要将它们装进k个装满重量的箱子中,尽可能地利用空间,求出每个箱子的最小重量。 贪心算法的思路是:每次将尽可能多的物品放进一个箱子中,直到不能再放为止。然后再将下一个箱子装满,直到所有物品都被装箱。 下面是用C语言编写的贪心算法代码: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAXN 100 int cmp(const void *a, const void *b) { return (*(int *)b - *(int *)a); } int main() { int n, k, w[MAXN], sum = 0, ans = 0; scanf("%d%d", &n, &k); for (int i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", &w[i]); sum += w[i]; } qsort(w, n, sizeof(int), cmp); int l = 0, r = sum; while (l <= r) { int mid = (l + r) >> 1; int cnt = 0, cur = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (cur + w[i] > mid) { cnt++; cur = w[i]; } else { cur += w[i]; } } cnt++; if (cnt <= k) { r = mid - 1; ans = mid; } else { l = mid + 1; } } printf("%d\n", ans); return 0; } ``` 其中,cmp函数是用于快速排序的比较函数,使物品按重量从大到小排序。主函数中,先读入物品数量n和箱子数量k,然后读入每个物品的重量并求出它们的总重量sum,再对物品按照重量从大到小排序。 接下来,使用二分查找来确定每个箱子的最小重量。在每次二分时,首先计算出当前mid下,使用最少箱子的方案。如果箱子数不超过k,则说明mid过大,需要继续缩小范围;否则,说明mid过小,需要增大范围。 最后输出ans即可得到每个箱子的最小重量。
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