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【贪心算法】Wooden Sticks(资源调度问题)

热度:31   发布时间:2023-11-27 18:13:25.0

【问题描述】

  • 现有n根木棒,已知它们的长度和重量。要用一部木工机一根一根地加工这些木棒。该机器在加工过程中需要一定的准备时间,是用于清洗机器,调整工具和模版的。
  • 木工机需要的准备时间如下:
    (1)第一根木棒需要1min的准备时间;
    (2)在加工了一根长为l ,重为w的木棒之后,接着加工一根长为l ’
    (l ≤ l’ ),重为 w’ ( w≤w’)的木棒是不需要任何准备时间的,否则需要一分钟的准备时间。
  • 给定n根木棒,找到最少的准备时间。
  • 例如现在有长和重分别为(4,9),(5,2),(2,1),(3,5)和(1,4)的五根木棒,那么所需准备时间最少为2min,顺序为
    (1,4),(3,5),(4,9),(2,1),(5,2)
    输入
    输入有多组测试例。输入数据的第一行是测试例的个数T。
    每个测试例两行:
    第一行是一个整数n(1≤n≤5000),表示有多少根木棒;
    第二行包括n×2个整数,表示l1,w1,l2,w2,l3,w3,…,ln,wn,其中li和wi表示第i根木棒的长度和重量。
    数据由一个或多个空格分隔。
    输出
    输出是以分钟为单位的最少准备时间,一行一个。
    输入样例
    3
    5
    4 9 5 2 2 1 3 5 1 4
    3
    2 2 1 1 2 2
    3
    1 3 2 2 3 1
    输出样例
    2
    1
    3

【算法分析】

本题仅仅使用贪心算法是不够的,排序之后还要使用动态规划的算法。
(1)数据结构
采用结构体表示木棒的信息:

#define maxN 5001
struct stick 
{
     int l;			//木棒的长度int w;			//木棒的重量
};
stick data[maxN];		//存放所有木棒

2)按木棒的长度使用贪心算法
利用C++的标准模板库函数sort()实现排序:

sort(data, data+n, cmp);

排序函数cmp()的实现:

int cmp(stick a, stick b) 
{
     //长度相等时,按重量排序if (a.l == b.l) 	return a.w < b.w; //优先按长度排序else if (a.l < b.l) return true;return false;
}

(3)使用动态规划的方法,计算重量w的最长单调递增子序列的个数
用数组b记录重量w的分组序号。
在表中,4,5和9的组序号是1,1和2的组序号是2。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

【算法实现】

// 计算重量w的最长单调递增子序列个数的动态规划实现
//形参n是木棒的数量,stick是木棒参数的数组
int LIS(int n, stick a[]) 
{
    //数组b表示木棒分组的序号int b[maxN];memset(b, 0, sizeof(b));int i, j, k;b[0]=1;for (i=1; i<n; i++) {
    //计算第i个木棒的的分组序号k=0;for (j=0; j<i; j++) if (a[i].w<a[j].w && k<b[j]) k=b[j];b[i]=k+1;}//查找最大的分组序号(数组b中的最大值)int max=0;for (i=0; i<n; i++)if (b[i]>max) max=b[i];return max;
}
#include <iostream> 
#include <stdio.h> 
#include <memory.h> 
#include <algorithm> 
using namespace std;#define maxN 5001
struct stick 
{
     int l; int w; 
}; int LIS(int n, stick a[]) 
{
    int b[maxN];memset(b, 0, sizeof(b));int i, j, k;b[0]=1;for (i=1; i<n; i++) {
    k=0;for (j=0; j<i; j++) if (a[i].w<a[j].w && k<b[j]) k=b[j];b[i]=k+1;}int max=0;for (i=0; i<n; i++)if (b[i]>max) max=b[i];return max;
} int cmp(stick a, stick b) 
{
     if(a.l == b.l) return a.w < b.w; else if (a.l < b.l) return true;return false;
} int main() 
{
     stick data[maxN];int i,k; int test; scanf("%d", &test); for(k = 0; k < test; ++k) {
     int n; scanf("%d", &n); for(i = 0; i < n; ++i) scanf("%d%d", &data[i].l, &data[i].w); sort(data, data+n, cmp);printf("%d\n", LIS(n, data)); } return 0; 
}