算法设计与分析: 4-9 汽车加油问题

这篇博客探讨了如何解决汽车加油问题,利用贪心算法设计有效策略,以最少的加油次数完成从出发地到目的地的旅程。文章提供了一个Java实现,并提及问题源于王晓东《计算机算法设计与分析》第3版。

4-9 汽车加油问题


问题描述

一辆汽车加满油后可行驶 n 公里。旅途中有若干个加油站。设计一个有效算法,指出应 在哪些加油站停靠加油,使沿途加油次数最少。并证明算法能产生一个最优解。

对于给定的 n 和 k 个加油站位置,编程计算最少加油次数。

第一行有 2 个正整数 n 和 k,表示汽车加满油后可行驶n 公里,且旅途中有 k 个加油站。接下来的 1 行中,有 k+1 个整数,表示第 k 个加油站与第 k-1 个加油站之间的距离。第 0 个加油站表示出发地,汽车已加满油。第 k+1 个加油站表示目的地。


Java

import java.util.Scanner;

public class QiCheJiaYou {

    private static int n,k;
    private static int[] dist;

    public static void main(String[] args){
        Scanner input = new Scanner(System.in);

        while (true){
            n = input.nextInt();
            k = input.nextInt();

            dist = new int[k+1];

            for(int i=0; i<=k; i++)
                dist[i] = input.nextInt();

            int result = greedy();

            if(result == -1)
                System.out.println("No Solution!");
            else
                System.out.println(result);

        }

    }

    //最远加油站优先
    private static int greedy(){
        int count=0,m=dist.length;
        for(int j=0; j<m; j++)
            if(dist[j] > n)
                return -1;

        for(int i=0,sum=0; i<m; i++){
            sum += dist[i];
            if(sum > n){
                count++;
                sum = dist[i];
            }
        }

        return count;
    }
}

Input & Output

7 7
1 2 3 4 5 1 6 6
4

7 7
1 2 3 4 5 1 6 65
No Solution!

Reference

王晓东《计算机算法设计与分析》(第3版)P132

1.问题描述 给定一个N*N 的方形网格,设其左上角为起点,坐标为(1,1),X 轴向右为正,Y 轴 向下为正,每个方格边长为1。一辆汽车从起点出发驶向右下角终点,其坐标为(N,N)。 在若干个网格交叉点处,设置了油库,可供汽车在行驶途中加油汽车在行驶过程中应遵守 如下规则: (1)汽车只能沿网格边行驶,装满油后能行驶K 条网格边。出发时汽车已装满油,在 起点终点处不设油库。 (2)当汽车行驶经过一条网格边时,若其X 坐标或Y 坐标减小,则应付费用B,否则 免付费用。 (3)汽车在行驶过程中遇油库则应加满油并付加油费用A。 (4)在需要时可在网格点处增设油库,并付增设油库费用C(不含加油费用A)。 (5)(1)~(4)中的各数N、K、A、B、C均为正整数。 算法设计: 求汽车从起点出发到达终点的一条所付费用最少的行驶路线。 数据输入: 输入数据。第一行是N,K,A,B,C的值,2 <= N <= 100, 2 <= K <= 10。第二行起是一个N*N 的0-1方阵,每行N 个值,至N+1行结束。方阵的第i 行第j 列处的值为1 表示在网格交叉点(i,j)处设置了一个油库,为0 时表示未设油库。 各行相邻的2 个数以空格分隔。 结果输出: 将找到的最优行驶路线所需的费用,即最小费用输出. Sample input 9 3 2 3 6 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 Sample output 12
问题描述(完全解决) 给定一个N*N 的方形网格,设其左上角为起点,坐标为(1,1),X轴向右为正,Y轴向下为正,每个方格边长为1。一辆汽车从起点出发驶向右下角终点,其坐标为(N,N)。 在若干个网格交叉点处,设置了油库,可供汽车在行驶途中加油汽车在行驶过程中应遵守如下规则: (1)汽车只能沿网格边行驶,装满油后能行驶K条网格边。出发时汽车已装满油,在起点终点处不设油库。 (2)当汽车行驶经过一条网格边时,若其X坐标或Y坐标减小,则应付费用B,否则免付费用。 (3)汽车在行驶过程中遇油库则应加满油并付加油费用A。 (4)在需要时可在网格点处增设油库,并付增设油库费用C(不含加油费用A)。 (5)(1)~(4)中的各数N、K、A、B、C均为正整数。 你的任务:求汽车从起点出发到达终点的一条所付费用最少的行驶路线。 输入 有若干组数据。每组数据的第一行是N,K,A,B,C的值,2 £ N £ 100,2 £ K £ 10。第二行起是一个N*N 的0-1方阵,每行N个值,至N+1行结束。方阵的第i行第j列处的值为1表示在网格交叉点(i,j)处设置了一个油库,为0时表示未设油库。各行相邻的2 个数以空格分隔。 输出 对每组测试数据,一行输出找到的最优行驶路线所需的费用值。 输入样例 9 3 2 3 6 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 输出样例 12
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