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最少背包有关问题

发布时间: 2012-05-03 14:06:56 作者: rapoo

最少背包问题
最少背包问题:
假设有许多盒子,每个盒子能保存的总重量为1.0。有N个项i1,i2,…,iN,它们的重量分别是w1,w2,…,wN。
目的是用尽可能少的盒子放入所有的项,任何盒子的重量不能超过他的容量。
例如,如果想的重量为0.4, 0.4, 0.6和0.6,用两个盒子就能解决。
按如下策略解决此问题:按给定的次序扫描每一个项,把每一个项放入能够容纳他而不至于溢出的最满的盒子。用优先级队列选择要装入的盒子。


我试了一下,按照题目中给出的策略,根本解决不了。
不知道谁能给说个思路,不用上代码。

拜谢!

[解决办法]
问题表述得好怪
[解决办法]
有项目会用到这个?还是去专研数学吧,表示不会。
[解决办法]
好像思路可以解决,就是不知道是不是最佳的。

初始化2个数组,
A用来放盒子,B用来放球

Java code
for(int i=0;i<B.size(),i++){  球 q = B.get(i);  boolean f = false;//判断是否放入了球  for(int j=0;j<A.size(),j++)  {    盒子 h = A.get(j);    int x = 0;//盒子里球的总重量    for(int k=0;k<盒子h中球的数量,k++)    {      x += h.get第k个球.get球的重量    }    if(x+q.重量<盒子最大容量)    {       把第i个球q,放入第j个盒子里。         f = true;         break;//放下一个球。    }  }  if(!f)  {   //说明现在的盒子都已经满了。或者是第一次循环的时候A里没盒子   //这个时候new 一个盒子放入到数组A里,然后把球q放入这个新盒子里   盒子 h1 = new 盒子();   h1.add(q);   A.add(h1);  }}
[解决办法]
可以使用BFD(best fit decreasing)算法,但不一定是最优解。
已使用的盒子按剩余容量升序排列,物品按重量降序排列
将物品放入第一个可以放入的盒子,如果没有,拿一个空的放入。
放入后,对已使用的盒子再排序。
[解决办法]
这种问题,可以用回溯法来处理
思路,先计算出最少要用多少个盒子,也就是
盒子数 = 球的总总量 / 盒子的容量
如果刚好整除,盒子数就是最少盒子数,如果不能整除(说明有剩余),则盒子数+1
然后遍历所有球让每个盒子都尝试去装球,如果遍历下来,球更好能装完,则问题解决,如果不能装完,则会退到上一次装球的状态,换另一个球尝试,所有可能尝试结束,还是不能装完,则再会退到上上次装球的状态,如此循环,不断的回退,尝试新的装球,直到找出某个装球方法刚好满足盒子用完球也装完,否则,如果一直回退到最开始没有装球的状态,说明本题无解,也就是给定的盒子不能装完所有的球(如果球和盒子都是符合规则的,一般不会出现这种结果,只有球和盒子不符合规则,比如1个球的重量大于盒子的容量,没有盒子能装这个球,所以无解)。

给出一段代码例子
Java code
import java.util.*;public class Test {    public static void main(String[] args) throws Throwable {        //double[] balls = {6, 3, 3, 2, 2, 2, 2};        //double[] balls = {1, 2, 2, 7, 8};        double[] balls = {6, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 7, 8}; //测试用球        double full = 10; //盒子容量        double sum = 0; //所有球的总重量        for (double d : balls) {            sum += d;        }        int count = (int)(sum / full); //计算最少需要的盒子数        if (count < sum / full) count++;        double[] weight = new double[count]; //每个盒子已装球的总重量        List<List<Integer>> boxes = new ArrayList<List<Integer>>();//盒子保存的球的下标        for (int i=0; i<count; i++) {            boxes.add(new LinkedList<Integer>());        }        List<Integer> loaded = new LinkedList<Integer>(); //已装裁过的球的下标        List<List<Integer>> used = new ArrayList<List<Integer>>(); //尝试过的装载         for (int i=0; i<balls.length; i++) { //也就是记录按装载顺序装载过的球的下标            used.add(new LinkedList<Integer>());        }        int box = 0, index = 0;                while (loaded.size() < balls.length) { //装载的球少于所有的球则循环            if (box == count) { //如果尝试到最后一个盒子结束                if (loaded.size() == 0) { //如果回退到最开始一个球也没装载的状态,则无解                    System.out.println("no result");                    return;                }                for (int i=used.size()-1; i>=loaded.size(); i--) {                     used.get(i).clear(); //回退到某个状态时,该状态以后的状态清空(也就是该状态以后的状态初始化)                }                index = loaded.remove(loaded.size() - 1); //回退,取出最后一次装载的球                for (box=count-1; box>=0; box--) {//还原上一次装载状态                    if (boxes.get(box).contains(index)) { //找到最后一次装载的盒子                        weight[box] -= balls[index]; //去掉最后一次转载的球,并还原状态                        index = boxes.get(box).indexOf(index);                        boxes.get(box).remove(index);                        break;                    }                }            }                        for (int i=0; i<balls.length; i++) { //遍历所有的球,尝试把球装到盒子里                  if (loaded.contains(i)) continue; //如果球被装载了,则换下个球                if (used.get(loaded.size()).contains(i)) continue; //如果球装载尝试过了,则换下一个球                if (full-weight[box] >= balls[i]) { //如果盒子还能装球                    weight[box] += balls[i];                    used.get(loaded.size()).add(i); //记录装载顺序的球的下标                    loaded.add(i);                    boxes.get(box).add(i);                }            }            box++; //下一个盒子        }        System.out.println("-------分配结果---------");        for (List<Integer> b : boxes) {            System.out.print("{ ");            for (int i : b) {                System.out.printf("%.2f ", balls[i]);            }            System.out.println("}");        }    }} 


[解决办法]

探讨

这种问题,可以用回溯法来处理
思路,先计算出最少要用多少个盒子,也就是
盒子数 = 球的总总量 / 盒子的容量

[解决办法]
探讨
这个不一定,呵呵
比如盒子容量是1.0
每个单项是6.0 20个。
需要20个盒子,但是那么计算是12个盒子。

[解决办法]
嗯,这种方法就相当于在一定盒子(更少)数量的状态下,去测试遍历所有装球方法,能顺利装下就得解。
递归方法就是 拿一定数量的球去填装一定数量的盒子,返回成功与否,不成功就相当于回溯再计算
[解决办法]
这个问题用回溯做的话 只要物品数达到100个以上
想得到结果得等到地球灭亡

我初步认为 “贪心” 加 “背包” 就可以解决这个问题
不过我还没细想证明下 “贪心” 是不是能得到最优的
[解决办法]
呀 咋没看到自己的回复 貌似卡了

这个问题不能用回溯解决,数量级到100以上以现在的计算机也得算到地球灭亡才能算完
初步认为能用“贪心”结合“背包”解决这个
但我还不确定“贪心”得到的结果是不是最优的
这个需要证明下
[解决办法]
最重的货物放入第一个盒子固定不动。然后第二个重到最轻一个按0,1编码。做为2进制数从低位到高位。不断尝试,如果能够装满第一个盒子,就选用这个方法。如果没有装满。就选用空余最少,并且前面出现的方法。
再依次尝试装第2个盒子。

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