, d" J+ Y+ G1 ~6 T5 o& D' L' i海底数据中心的散热优化设计,可以用贪心算法装箱问题 ' H( I" k' K6 Y' V9 l ; O& b) V. `) W) s5 b9 F- _0 n问题描述: ' Y+ o+ Y) `% D. w( B% X' u5 Q- I, f ' x2 f2 ^# _1 Z( M) L1 d( q. |7 Y/ m 有一些箱子,容量为V,同时有n个物品,每个物品有一个体积(小于等于箱子容量),要求将物品全部装入箱子中,使占用的箱子数尽量少。 / E+ r' S" H7 y1 Q( { e ~- f3 D
贪心算法中要求每一步的解都是当前步骤中的最优解。原问题的解可以通过一系列局部最优的选择来达到,这种选择并不依赖于子问题的解。( S2 q7 D; \( k. J* y- W3 [6 e+ d. h
' K. X4 G0 F2 q4 _/ ^& V$ a' A
算法思想: ' i+ o d' Z; r: a l 9 g3 T: u4 V' q; e! i. ~# I4 {% {' m; D3 r1、数据结构* M3 T% W/ P5 E \) ^3 q. [
6 I J y5 G% h
要求求解箱子数目,也就是说不能确定会占用多少个箱子,因此采用链表的形式来存储箱子及其信息。3 n1 h) }# q& [' ?. M2 a* H) e
. b; P& f- Z7 {+ c; e' z$ F 同时,每个箱子中物品的数目也无法确定,同理采用链表来存储每个箱子中的物品信息。 1 {' Z) c# g2 E& C! J% ]# x * N4 ]7 D4 l/ G# |, C/ k6 S0 |由此得出数据节点的定义:' y* u8 N% P; F
' o* @2 A* x0 O, j
typedef struct # e! N8 n* i: l{ 5 h' L. r" _; @* O/ l" R8 [ int gno; " B" r2 _; h* I& Z3 [ int gv;0 g0 _% I5 J/ P
}Goods;$ ?9 J. z g" g/ _; V1 V; p
typedef struct node" L6 b- U7 J F# j9 ^
{ v/ R& Y5 \/ y) b int gno;, x, B/ j* q% a9 d6 ]% z
struct node *link;: b9 Q x, `% q$ @
}GNode;0 f, k- I9 {* Z5 |2 Z, w
typedef struct node1: t, V6 o6 J6 y) s: `, y) p: {
{ - r# P) E' G1 r% d$ N int remainder; 2 V; _* k% x: s, `# t GNode * head; ( w( P' K( W# b9 Q* l$ Z6 |5 \ struct node1 * next; + a' [; y* o+ C! l* p}GBox; * k; e, K$ y7 b/ i1 a0 R; l8 h0 {$ w" d
2、求解思路 8 G1 e) N7 ?$ w 使打开的箱子数尽量少,也就是说每个箱子容积被尽可能多地占用。将物品按照体积降序排列后,再从第一个物品开始,挨个寻找能放下它的箱子,这样可以保证局部最优。3 I* B! g5 N: }5 ^
* ] Z0 ~. U& N5 [- F: T( _4 x
<span style="font-family:FangSong_GB2312;">void GoodsSort(Goods goods[], int n)</span>$ I7 V p7 Q9 B, f; b
{0 M0 O) B9 X* D& p4 Q
int i, j;9 T: ]8 C3 Z! P5 Z
Goods t; / A4 [9 H4 n% g- L* i' l for (i = 0; i<n - 1; i++)0 c7 V% ?! S# |1 z* R/ m: P8 h' b
{. K/ J. d& z4 ~) I) D
for (j = i + 1; j<n; j++)* c! x& h8 _) e7 d
{ / y; _6 m# ~, k) V) P7 U3 I9 Y% y if (goods[i].gv<goods[j].gv)( A/ r$ e/ ]# T4 Y, X: V
{5 `: N: j; y, S% |( c: G" f
t = goods[i];1 k& c X7 J& J1 _+ t
goods[i] = goods[j]; ! E, u m! g% ^/ d5 O goods[j] = t; 0 n& p+ K Z" y$ X) }$ ? } 4 s8 Y9 h6 G/ w$ f: W1 N4 _% T3 f } . ^& i( j- V0 e7 @# m+ p1 _ }5 F0 U% ^* | T0 B# p
for (i = 0; i<n; i++)/ s- U, l% j4 Y C' o2 d
printf("%d %d\n", goods[i].gno, goods[i].gv); 9 u' V' f! M/ I. f; i . O. v* B/ }5 R" T* [8 t% r6 N" L. W4 W$ Y
排序完成,就可以正式开始装箱子了。) f6 L: ~1 n2 d" A, V; ]8 a) k
每次都从第一个箱子开始,查看它的剩余容积还能不能放下当前的物品,能放下最好咯,放不下的话就继续查看下一个箱子的剩余容量。如果所有的已经打开的箱子都放不下当前的物品,那就只好再打开一个空箱子,把它塞进去。 , D- Y/ E; X( G2 n 9 ?6 N1 V* s: C# i' I n' d: c( q: _. u' S, a. B8 LGBox * GoodsBox(Goods goods[], int n) 3 v$ C) N+ r( Y5 J{ ' \6 j# G! P( R* {" b GNode *h = NULL, *pg, *t; 5 m! a0 n; ]- s& k" I' H+ _ GBox *hbox = NULL, *pb, *qb;5 V' A3 R3 a8 }) S6 Y
int i; 7 s$ U( b+ q3 a: e$ W6 t for (i = 0; i<n; i++)/遍历货物信息数组 ; M$ l( n4 n; T; E- _8 e& n {6 S% o2 _: o2 _: a, E& c" [, Q* }0 S
pg = (GNode *)malloc(sizeof(GNode));///分配货物节点单元# \ P$ I) F$ F* Z! B7 t
pg->gno = goods[i].gno;1 f8 Z0 @9 _2 ?8 o0 {6 u
pg->link = NULL;//货物节点初始化 ' i7 Z9 U; m/ l+ T. @5 k if (!hbox)//若一个箱子都没有 " k% q1 {0 ]; D9 J- f; e& A { ! {* g+ h/ r* _ hbox = (GBox *)malloc(sizeof(GBox));% x! T6 U, @6 g. r( M
hbox->remainder = 10;* E$ S6 |' S0 ^- K, |
hbox->head = NULL; . M" C9 Y; C5 n+ i- C hbox->next = NULL;" e0 D3 B( \5 `8 }1 q
- U0 ^/ L& ?) E6 ?
} 6 e. I" h7 `6 i8 \( Y2 K qb=pb = hbox;//都指向箱子头7 y9 j# e# \. Z5 t+ w- k5 T
while (pb)//找箱子 t- I0 U# T, v2 E' r- I! q9 P
{% T" k* M: w2 \& B! J8 o
if (pb->remainder >= goods[i].gv)/能装下 + d$ P: A: x2 D break;//找到箱子,跳出while 9 j! `; b Q& t% v else 7 c _. c1 h- ^5 [$ r {5 }8 o( V6 Y9 U
( |. [7 N# p! n: Y1 E qb = pb;5 ]* r$ U+ |* b$ i
pb = pb->next;//qb是前驱8 Z+ ?7 i* X! f( y% Z) Y, ~
} + y; G/ {# L+ k9 `+ Q5 } ^1 [ 1 ~* V( L2 N9 T- i }/遍历箱子结束! X% ?6 P7 Z9 i% l4 Y
if (pb==NULL)/需要新箱子 N/ y ], }; T; F) q2 q7 a; I& {8 ?+ I
{ - T6 `- f, ~* N4 x) V pb = (GBox *)malloc(sizeof(GBox));//分配箱子 S; i# V# D [, P% C pb->head = NULL;" s2 M& n. v# O- ^
pb->next = NULL; 5 X9 p' h' t1 F9 M5 F pb->remainder = 10;//初始体积 8 O. D& {+ G( d" g$ M! ]+ w qb->next = pb;//前驱指上6 S; Q X0 s h* g4 L
; G% C& E0 ]$ G2 ?9 g* {) j / D. I; @/ y$ E7 w# Q9 @ } ! r! y+ m/ x9 s3 u. X: \5 e" M: C if (!pb->head)//如果箱子里没货! t8 d0 e7 P- _4 r$ {- p- F' e9 b
{ 6 e) |' }3 v7 A( @# h# r' L pb->head = pg; " I- N' _ Y5 E$ ? t = pb->head; 8 F# w! r0 r2 \9 w# ?( P }* M: ?) K O- H
else, @* H" F7 P8 e6 Z8 Z0 _3 C
{) M I2 Y* M2 k G- J: w% g
t = pb->head; . {1 y/ S4 `6 J& z while (t->link) t = t->link;//货尾 尾插 8 E* M. y b' v1 X1 i" e& f t->link = pg; & C# }9 C- e( ~( T- M } $ m6 V. i, F# J( e1 T5 y pb->remainder -= goods[i].gv; # v' v) H. J& b* ^, x 8 m6 N1 J$ G1 w% Q; ?6 S0 |
装箱 - J- t+ H1 F: d- z& ], V3 E& E! |. m0 X+ K1 x
} $ v+ Y' L3 A1 W1 q. e0 l2 ^. T$ d1 Q: D8 I! @4 |) ]
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