总结:贪心算法

贪心算法是一种在每一步选择中都采取在当前状态下最好或最优的选择,从而希望导致结果是全局最好或最优的策略。本文介绍了贪心算法的基本概念、适用问题类型,并通过最优装载问题、背包问题、区间调度问题和区间问题四个典型例题进行深入讲解,强调在解决贪心问题时需要注意全面考虑较优策略。

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1.什么是贪心算法:在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说,不从整体最优上加以考虑,而是寻求局部最优解,选择的贪心策略必须具备无后效性,即某个状态以前的过程不会影响以后的状态,只与当前状态有关。
2.能够解决的问题:背包问题、最优装载问题、区间问题、小船过河问题
利用贪心策略解题时,需要解决两个问题:(1)该题是否适用于用贪心策略求解;(2)如何选择贪心标准,以得到问题最优解。
注意:在贪心问题求解中一定要对各种较优策略考虑全面
3.典型例题
A 最优装载问题
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。
贪心策略:重量最轻者先装(按集装箱的重量升序排列)

//定义一个结构体记录集装箱的编号和重量
struct load {
 int index;
 int w;
}box[1001];

//升序排列
bool cmp (load a, load b) {
 if (a.w<b.w) return true;
 else return false;
}
stable_sort(box+1, box+n+1, cmp);

B 背包问题
给定一个载重量为M的背包,考虑n个物品,其中第i个物品的重量 ,价值wi (1≤i≤n),要求把物品装满背包,且使背包内的物品价值大。
贪心策略:多装物品,每次挑轻的物品;选价值大的物品;按性价比选;

struct bag{
 int w;   
 int v;   
 double c;  
}a[1001];   
//排序因子(按性价比降序):
bool cmp(bag a, bag b){
 return a.c >= b.c;
}
sort(a, a+n, cmp);
//形参n是物品的数量,c是背包的容量M,数组a是按物品的性价比降序排序
double knapsack(int n, bag a[], double c)
{
  double cleft = c;        //背包的剩余容量
  int i = 0;
  double b = 0;          //获得的价值
  //当背包还能完全装入物品i
  while(i<n && a[i].w<cleft)
  {
    cleft -= a[i].w;
    b += a[i].v;
    i++;
  }
  //装满背包的剩余空间
  if (i<n) b += 1.0*a[i].v*cleft/a[i].w;
  return b;
}

C 区间调度问题
有n项工作,每项工作分别在Si开始,Ti结束。例如S={1,2,4,6,8},T={3,5,7,8,10}。对每项工作,你都可以选择与否,若选择参加,则必须至始至终参加全程参与,且参与工作的时间段不能有重叠。(如下图)你最多能选择几项工作。
贪心策略:在可选工作中,每次都选取结束时间最早的”策略作为贪心算法所遵循的规则。按照结束时间排序
D 区间问题
整数区间。请编程完成以下任务:   
1 读取闭区间的个数及它们的描述;   
2 找到一个含元素个数最少的集合,使得对于每一个区间,都至少有一个整数属于该集合,输出该集合的元素个数。
【输入】
首行包括区间的数目n,1<=n<=10000,接下来的n行,每行包括两个整数a,b,被一空格隔开,0<=a<=b<=10000,它们是某一个区间的开始值和结束值。
【输出】
第一行集合元素的个数,对于每一个区间都至少有一个整数属于该区间,且集合所包含元素数目最少。
【样例输入】
4
3 6
2 4
0 2
4 7
【样例输出】
2
贪心策略:首先按b1<=b2<=…<=bn排序。每次标记当前区间的右端点x,并右移当前区间指针,直到当前区间不包含x,再重复上述操作。如下图,如果选灰色点,移动到黑色点更优。
  在这里插入图片描述

#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
struct u{
    int s,e;
}a[10005];
int n;
bool cmp(u x1,u x2){
    return x1.e<x2.e;
}
int main(){
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++){
        cin>>a[i].s>>a[i].e;
    }
    sort(a,a+n,cmp);
    int ss=0,i=1,ans=1;
    while(i<n){
        if(a[ss].e>=a[i].s){
            i++;
            continue;
        }
        if(a[ss].e<a[i].s){
            ans++;
            ss=i;
            i++;
        }
    }
    cout<<ans<<endl;
    return 0;
}

解决贪心问题很重要的是学会分析,谁都不可能一眼看出问题的最优方法,我们要拿出例子不断地去试,去验证,从中找到规律

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