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。
最优装载问题可用贪心算法求解。采用重量最轻者先装的贪心选择策略,可产生最优装载问题的最优解。
| 物品i | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 重量w[i] | 30 | 24 | 10 | 35 | 40 |
//Sort函数的目的是将集装箱的序号按照集装箱重量从小到大排序
void Sort(Type w[],int t[],int n)
{
int temp;
for(int i=1;i<=n;i++)
t[i]=i;//初始时默认集装箱序号为升序
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=n-i;j++){
if(w[j]>w[j+1])//如果前者比后者重交换其序号
{temp=t[j];t[j]=t[j+1];t[j+1]=temp;}
}
}
template<class Type>
//c为轮船载重量,n为集装箱数目
//w[]表示集装箱的重量
//x[]表示集装箱是否装入轮船,x[i]=0或1
void Loading(int x[],Type w[],Type c,int n)
{
int *t = new int[n+1];
Sort(w,t,n);
//t[1]=3,t[2]=2,t[3]=1,t[4]=4,t[5]=5
for(int i=1;i<=n;i++)
x[i]=0;
for(int i=1;i<=n&&w[t[i]]<=c;i++){
x[t[i]]=1;
c=c-w[t[i]];
}
}
完整代码
#include <iostream>
using namespace std;
typedef float Type;
//Sort函数的目的是将集装箱的序号按照集装箱重量从小到大排序
void Sort(Type w[],int t[],int n)
{
int temp;
for(int i=1;i<=n;i++)
t[i]=i;//初始时默认集装箱序号为升序
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=n-i;j++){
if(w[j]>w[j+1])//如果前者比后者重交换其序号
{temp=t[j];t[j]=t[j+1];t[j+1]=temp;}
}
}
//c为轮船载重量,n为集装箱数目
//w[]表示集装箱的重量
//x[]表示集装箱是否装入轮船,x[i]=0或1
void Loading(int x[],Type w[],Type c,int n)
{
int *t = new int[n+1];
Sort(w,t,n);
//t[1]=3,t[2]=2,t[3]=1,t[4]=4,t[5]=5
for(int i=1;i<=n;i++)
x[i]=0;
for(int i=1;i<=n&&w[t[i]]<=c;i++){
x[t[i]]=1;
c=c-w[t[i]];
}
}
int main()
{
int n;
Type c;
cin>>n>>c;
Type w[n+1];
for(int i=1;i<=n;i++)
cin>>w[i];
int x[n+1];
Loading(x,w,c,n);
for(int i=1;i<=n;i++)
cout<<x[i]<<" ";
return 0;
}


贪心选择性质
可以证明最优装载问题具有贪心选择性质。
最优子结构性质
最优装载问题具有最优子结构性质。
由最优装载问题的贪心选择性质和最优子结构性质,容易证明算法loading的正确性。
算法loading的主要计算量在于将集装箱依其重量从小到大排序,故算法所需的计算时间为 O(nlogn)。
本文介绍了一种解决最优装载问题的贪心算法,该问题的目标是在载重量有限制的条件下,尽可能多地装载集装箱。算法首先对集装箱按重量进行排序,然后采用重量最轻者先装的策略,直到无法装载更多货物为止。文章提供了完整的算法实现代码。
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