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2015.2.27

程序员文章站 2022-05-19 10:05:29
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贪心算法) 一、基本概念: 所谓贪心算法是指,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,他所做出的仅是在某种意义上的局部最优解。 贪心算法没有固定的算法框架,算法设计的关键是贪心策略的选择。必须注意的是

贪心算法)
一、基本概念:

 所谓贪心算法是指,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,他所做出的仅是在某种意义上的局部最优解。
 贪心算法没有固定的算法框架,算法设计的关键是贪心策略的选择。必须注意的是,贪心算法不是对所有问题都能得到整体最优解,选择的贪心策略必须具备无后效性,即某个状态以后的过程不会影响以前的状态,只与当前状态有关。
所以对所采用的贪心策略一定要仔细分析其是否满足无后效性。

二、贪心算法的基本思路:
1.建立数学模型来描述问题。
2.把求解的问题分成若干个子问题。
3.对每一子问题求解,得到子问题的局部最优解。
4.把子问题的解局部最优解合成原来解问题的一个解。

三、贪心算法适用的问题
贪心策略适用的前提是:局部最优策略能导致产生全局最优解。
实际上,贪心算法适用的情况很少。一般,对一个问题分析是否适用于贪心算法,可以先选择该问题下的几个实际数据进行分析,就可做出判断。

四、贪心算法的实现框架
从问题的某一初始解出发;

    while (能朝给定总目标前进一步)
    { 
          利用可行的决策,求出可行解的一个解元素;
    }
    由所有解元素组合成问题的一个可行解;

五、贪心策略的选择
因为用贪心算法只能通过解局部最优解的策略来达到全局最优解,因此,一定要注意判断问题是否适合采用贪心算法策略,找到的解是否一定是问题的最优解。

例题:
问题一、活动安排问题
问题表述:
设有n个活动的集合E = {1,2,…,n},其中每个活动都要求使用同一资源,如演讲会场等,而在同一时间内只有一个活动能使用这一资源。输入每个活动i都有一个要求使用该资源的起始时间si和一个结束时间fi,且si = fj或sj >= fi时,活动i与活动j相容。

由于输入的活动以其完成时间的非减序排列,所以算法greedySelector每次总是选择具有最早完成时间的相容活动加入集合A中。直观上,按这种方法选择相容活动为未安排活动留下尽可能多的时间。也就是说,该算法的贪心选择的意义是使剩余的可安排时间段极大化,以便安排尽可能多的相容活动。

算法greedySelector的效率极高。当输入的活动已按结束时间的非减序排列,算法只需O(n)的时间安排n个活动,使最多的活动能相容地使用公共资源。如果所给出的活动未按非减序排列,可以用O(nlogn)的时间重排。

例:设待安排的11个活动的开始时间和结束时间按结束时间的非减序排列如下:
2015.2.27
算法greedySelector 的计算过程如下图所示。图中每行相应于算法的一次迭代。阴影长条表示的活动是已选入集合A的活动,而空白长条表示的活动是当前正在检查相容性的活动。
2015.2.27

若被检查的活动i的开始时间Si小于最近选择的活动j的结束时间fi,则不选择活动i,否则选择活动i加入集合A中。 

贪心算法并不总能求得问题的整体最优解。但对于活动安排问题,贪心算法greedySelector却总能求得的整体最优解,即它最终所确定的相容活动集合A的规模最大。这个结论可以用数学归纳法证明。
实现代码(我还看不懂啊~~~~~~):
        代码

/* 主题:活动安排问题
* 作者:chinazhangjie
* 邮箱:chinajiezhang@gmail.com
* 开发语言:C++
* 开发环境:Vicrosoft Visual Studio
* 时间: 2010.11.21
*/

#include 
#include 
#include 
using namespace std ;

struct ActivityTime
{
public:
    ActivityTime (int nStart, int nEnd) 
        : m_nStart (nStart), m_nEnd (nEnd) 
    { }
    ActivityTime ()
        : m_nStart (0), m_nEnd (0)
    { }
    friend 
    bool operator const