反悔贪心专题

本文介绍了两个使用贪心算法解决的实际问题。第一个是帮助约翰优化农场工作,通过按截止时间升序排列任务并使用堆来确定最佳工作顺序,最大化利润。第二个问题涉及游戏中的建筑修复,同样采用贪心策略,根据截止时间排序并利用大顶堆确保在截止时间内修复最多的建筑。这两个实例展示了贪心算法在时间管理和资源优化中的应用。

贪心反悔机

给定截止时间和价值,每个花费单位时间

约翰有太多的工作要做。为了让农场高效运转,他必须靠他的工作赚钱,每项工作花一个单位时间。 他的工作日从 0 时刻开始,有 10^9 个单位时间。在任一时刻,他都可以选择编号 1 到 N 的 N 项工作中的任意一项工作来完成。 因为他在每个单位时间里只能做一个工作,而每项工作又有一个截止日期,所以他很难有时间完成所有N个工作,虽然还是有可能。 对于第 i 个工作,有一个截止时间 Di,如果他可以完成这个工作,那么他可以获利Pi . 在给定的工作利润和截止时间下,约翰能够获得的利润最大为多少?

思路: 贪心返回,先按照截止时间升序排列,然后依次放入堆中,如果当前截止日期小于堆的数量,直接放入,若大于则替换掉最小的那个。

import heapq

n = int(input())
data = []
for i in range(n):
    a, b = map(int, input().split())
    data.append((a,b))
data.sort(key=lambda x: x[0])
stack = []
for item in data:
    if len(stack) < item[0]:
        heapq.heappush(stack, item[1])
    else:
        heapq.heappushpop(stack, item[1])
print(sum(stack))

价值一定模型(耗费时间/截止时间)

小刚在玩JSOI提供的一个称之为“建筑抢修”的电脑游戏:经过了一场激烈的战斗,T部落消灭了所有z部落的入侵者。但是T部落的基地里已经有N个建筑设施受到了严重的损伤,如果不尽快修复的话,这些建筑设施将会完全毁坏。现在的情况是:T部落基地里只有一个修理工人,虽然他能瞬间到达任何一个建筑,但是修复每个建筑都需要一定的时间。同时,修理工人修理完一个建筑才能修理下一个建筑,不能同时修理多个建筑。如果某个建筑在一段时间之内没有完全修理完毕,这个建筑就报废了。你的任务是帮小刚合理的制订一个修理顺序,以抢修尽可能多的建筑。

思路: 相似操作,先按照截止时间排序,然后依次入大顶堆,每次判定加上会不会超过截止时间,若不会直接入堆,若会,则把堆里耗时最大的出来替换掉。

import heapq

n = int(input())
data = []
for i in range(n):
    a, b = map(int, input().split())
    data.append((a,b))
data.sort(key=lambda x: x[1])
stack = []
s = 0
for item in data:
    if s + item[0] < item[1]:
        s += item[0]
        heapq.heappush(stack, - item[0])
    else:
        if stack[0] < -item[0]:
            s -= -item[0] - stack[0]
            heapq.heappushpop(stack, - item[0])
print(len(stack))
### C语言中实现反悔贪心算法 #### 贪心算法简介 贪心算法是一种在每一步选择中都做出局部最优选择的策略,期望通过一系列局部最优解最终达到全局最优解。然而,并不是所有问题都能通过简单的贪心方法解决,有时需要引入额外机制来处理决策失误的情况,这就是所谓的“反悔”机制。 #### 反悔池的概念 为了应对可能出现的选择错误,在某些情况下会采用带有反悔功能的贪心算法。所谓反悔池就是用来存储已经做过但是可能不合适的决定的数据结构,当发现当前路径不可行时可以从这里取回之前放弃的最佳选项继续尝试其他可能性[^1]。 #### 大根堆作为反悔工具的应用实例 在一个具体应用场景里,比如最大利润计算问题中的费用扣除情况,如果使用动态规划可能会消耗较多内存空间;而利用大根堆配合贪心法则可以在一定程度上简化程序逻辑并节省资源开销。下面给出一段基于此思路编写的C语言版本代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define maxSize 128 typedef int HElemType; typedef struct HeapNode { HElemType *data; /* 存储堆元素 */ int size; /* 当前大小 */ } MaxHeap; /* 初始化一个空的最大堆 */ void InitMaxHeap(MaxHeap* H){ H->size = 0; } /* 向最大堆插入新节点 */ void Insert(MaxHeap* H, HElemType e){ int i=++(H->size); while(i!=1 && e>H->data[i/2]){ H->data[i]=H->data[i/2]; i/=2; } H->data[i]=e; } /* 删除最大堆顶点 */ HElemType DeleteMax(MaxHeap* H){ if(H->size==0) exit(-1); // 堆为空则退出 int parent=1, child=2; HElemType maxItem=H->data[1], lastItem=H->data[H->size--]; for(;child<=H->size;parent=child, child*=2){ if(child<H->size && H->data[child]<H->data[child+1]) ++child; if(lastItem>=H->data[child]) break; else{ H->data[parent]=H->data[child]; } } H->data[parent]=lastItem; return maxItem; } ``` 上述代码实现了基本的大根堆操作函数,可用于构建支持反悔特性的数据容器。需要注意的是这只是一个基础框架,实际应用还需要根据特定业务需求调整和完善相应部分的功能[^2]。 #### 结合案例分析 考虑这样一个例子:给定一组物品重量w[]及其价值v[],背包容量W,要求选取若干件放入包内使得总价值最高但不超过限定载重。此时就可以借助于上面提到的大根堆来进行优化后的贪心选法——先按单位性价比排序再依次加入直到无法容纳更多为止;期间一旦超出限额就立即移除最近一次添加进去的那个物件重新评估剩余可用额度下的最佳组合方案直至遍历完毕全部候选对象位置。 这段描述虽然没有直接提供完整的源码片段,但却清晰阐述了一个典型场景下如何运用带反悔能力的贪婪技术解决问题的整体流程与核心要点[^4]。
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