最小重量算法設(shè)計(jì)

最小重量機(jī)器設(shè)計(jì)問題一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解回溯法和分支限界法的基本思想.2、運(yùn)用回溯法和分支限界法解決最小重量機(jī)器設(shè)計(jì)問題。二、實(shí)驗(yàn)要求最小重量機(jī)器設(shè)計(jì)問題：設(shè)某一機(jī)器由n個(gè)部件組成，每一種部件可以從m個(gè)不同的供應(yīng)商處購得。設(shè)Wjj.是從供應(yīng)商j處購得的部件i的重量，*是相應(yīng)的價(jià)格。試設(shè)計(jì)一個(gè)算法，給出總價(jià)格不超過c的最小重量機(jī)器設(shè)計(jì)。分別用回溯法和分支限界法實(shí)現(xiàn)問題的算法。三、算法思想和實(shí)現(xiàn)1、回溯法此問題是一棵排列樹，設(shè)開始時(shí)bestx=[—1,-1，......，—1]則相應(yīng)的排列樹由x[0:n—1]的所有排列構(gòu)成。找最小重量機(jī)器設(shè)計(jì)的回溯算法Backtrack是類machine的公有成員。私有數(shù)據(jù)成員整型數(shù)組Savex保存搜索過的路徑，到達(dá)葉節(jié)點(diǎn)后將數(shù)據(jù)賦值給數(shù)組bestx.成員bestw記錄當(dāng)前最小重量，cc表示當(dāng)前花費(fèi)，cw表示當(dāng)前的重量。(3)在遞歸函數(shù)Backtrack中,在保證總花費(fèi)不超過c的情況下：當(dāng)i=n時(shí)，當(dāng)前擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)是排列樹的葉節(jié)點(diǎn)。此時(shí)搜索到一個(gè)解，判斷此時(shí)的最小重量是否小于當(dāng)前最小重量，若小于則更新bestw，并得到搜索路徑bestx。當(dāng)i<n時(shí)，當(dāng)前擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)位于排列樹的第i—1層。當(dāng)x[0:i]的花費(fèi)小于給定最小花費(fèi)時(shí)，算法進(jìn)入排列樹的第i層，否則將減去相應(yīng)的子樹。算法用變量3記錄當(dāng)前路徑x[0:i]的費(fèi)用。#include〈iostream〉usingnamespacestd;#defineN3#defineM3毒現(xiàn)眥螂柵宜真P」OM翩探)明廷癥洲//偵+-?￡喇Mg癥洲//MU+-?￡ug-fr皿^//PSOYU一(15柿>0.-()CD>a5sw」dpo>(EUD>pa5」ppa5spo>((Yu一)①uz將宣￡po>，一qnd)CDUZUCUEsscup二fTT"二TT畢n*DT〔IAI二NUAU一二&CN&二『Trn二rn、告二iIAI二NJM+-?￡菁出嘉WN*)土)(一AUD>pa5」ppa5s::CDuzua5UJpo>TSXAS①q(++=Nvr03U一)」OM—、I京壩樞//THGMAS①quuhmu-Ylsou)(04￡)性一1|站|/\|七￡二CDUZUCUEpo>二g5mY<-「?旺垠癌5W翰<-一?/*」必噬擋Jx①溢s//=nJx①溢s+JU一霎囑//=NJas①q+Ju一喇傾「、著洲//MASCDqAU一--pug〉A(chǔ)nou二MJXASCDqngxCDAcus-==〉VJX+Js①q〉〉A(chǔ)nou(++>rN〉土。業(yè)W)」OM—.■..KH透照?ffi回華vv-pugVMAS①qvrMAS①€13鬼理照?!=〉飛30=pug〉=sV〉A(chǔ)nouMunMASCDq)喇岬「褊g癥洲sffla、喇岬「褊癥Eiv喇岬「褊g「_w邸指癥洲//(LRMAS①q一言苗q〉Mug毒現(xiàn)眥螂柵宜真P」OM翩探)二三二二fl三§二G三X-K①q二I+M搭」v=JX-K①q二三二彳+MU二「二二UH§)SA『MJM)npsou〉二號(hào)+3))M—一)(++MVF0=w)」￡c-JnACD」(洲矚word蒲)爹MMffl顆黑4voidmachine二prinisave()(if(besiwnYl)fCour+〈A-S>S$->35M-、」二、、人grid-Cour+A〈w************************=〈〈end-.cour+〈〈、、蜘注??(besfw)湖〕-A〈besiw7endkfoanr+knpkAN;k++)noc7A=?=A〈k+一7=->?s再E-?、A〈saveE+1〈2沖回壁沖同-〈grid__cour+AAendkinr+main()fmachMach-inr+C;COUI-+〈〈成zssnxrTKssQLdn〉〉c//s>?、」/?￡?Mach。InKMachine(c)；Mach?Backtrack(o)；Mach.prinisaveo-rxum0;)2,卷洌蕾（完整word版）最小重量算法設(shè)計(jì)解空間為一棵排列樹，采用優(yōu)先隊(duì)列式分支限界法找出所給的最小重量機(jī)器設(shè)計(jì)，開始時(shí)，將排列樹的根節(jié)點(diǎn)置為當(dāng)前擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)。在初始擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)處還設(shè)有選定部件是哪個(gè)供應(yīng)商提供的，故cv=0,cw=0,position=0,peer=0,1<i<nox[1:n]記錄供應(yīng)商的選擇while完成對(duì)排列樹內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的有序擴(kuò)展。循環(huán)體內(nèi)依次從活結(jié)點(diǎn)優(yōu)先隊(duì)列中取出具有最小重量的結(jié)點(diǎn)，依次為當(dāng)前擴(kuò)展結(jié)點(diǎn).并且花費(fèi)不超過c并加以擴(kuò)展，隊(duì)列為空時(shí)則結(jié)束循環(huán).當(dāng)peer=n時(shí)此時(shí)擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)是葉節(jié)點(diǎn)，得到當(dāng)前的最小重量和最優(yōu)解數(shù)組x。若peer〈n時(shí)，算法依次產(chǎn)生當(dāng)前擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)的所有兒子節(jié)點(diǎn).對(duì)于當(dāng)前擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)的一個(gè)兒子結(jié)點(diǎn),計(jì)算出當(dāng)前的重量，當(dāng)小于當(dāng)前的最小重量時(shí)，將兒子結(jié)點(diǎn)插入到活結(jié)點(diǎn)優(yōu)先隊(duì)列中，而當(dāng)不下于當(dāng)前最小重量時(shí)以當(dāng)前這個(gè)結(jié)點(diǎn)為根的子樹中不可能有比當(dāng)前最小重量部件選擇更好的解，故可將此結(jié)點(diǎn)舍去.若在一結(jié)點(diǎn)所計(jì)算的花費(fèi)大于所給的最小花費(fèi)，則剪去以此節(jié)點(diǎn)為根的子樹.#include"fstream°h”#include"iostream.h"structnodetype(intpeer;structnodetype*parent;intposition;doublecw;doublecv;doubler;};structnodetype*queues[100000000];/////////////////////////////////小根堆///////////////////////////////voidinsert(structnodetype*x,intoldlast)//x是要插入的數(shù){//oldlast是目前堆的元素?cái)?shù)目intlast=oldlast+1;queues[last]=x;(完整word版)最小重量算法設(shè)計(jì)inti=last;while((i>1)&&(queues[i]-〉r〈queues[i/2]一>r))(structnodetype*temp;temp=queues[i];queues[i]=queues[i/2];queues[i/2]=temp;=i/2;}}//last是當(dāng)前堆的元素個(gè)數(shù)，執(zhí)行該函數(shù)后structnodetype*deletemin(intlast,structnodetype*a[]){〃返回堆的第一個(gè)元素(即最小元素)structnodetype*temp;temp=a[1];a[1]=a[last];last一-;inti=1;intj=0;while(i〈=last/2){if((a[2*i]—〉r<a[2*i+1]—〉r)||(2*i==last))j=2*i;elsej=2*i+1;if(a[i]-〉r〉a[j]-〉r){structnodetype*temp;temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;i=j；}elsereturn(temp);}return(temp);}voidmain()/////////////////////////////////小根堆///////////////////////////////(ifstreamfin("input.txt");ofstreamfout("output°txt");intn,m,c;fin>〉n;fin〉>m;fin>>c;double**w二newdouble*[n+1];double**cc二newdouble*[n+1];for(inti=1;i〈=n;i++){w[i]=newdouble[m+1];cc[i]=newdouble[m+1];}for(i=1;i〈=n;i++)for(intj=1;j<=m;j++)fin>〉cc[i][j];for(i=1;i〈=n;i++)for(intj=1;j〈=m;j++)double*cmin二newdouble[n+1];double*wmin=newdouble[n+1];for(i=1;i〈=n;i++)(cmin[i]=cc[i][1];wmin[i]=w[i][1];for(intj=2;j〈=m;j++)(if(cmin[i]>cc[i][j])cmin[i]=cc[i][j];if(wmin[i]>w[i][j])wmin[i]=w[i][j];}}double*rc=newdouble[n+1];//剩余部件最小價(jià)格和double*rw=newdouble[n+1];//剩余部件最小重量和rc[n]=0;rw[n]=0;for(i=n-1;i>=1;i——)(rc[i]=rc[i+1]+cmin[i+1];rw[i]=rw[i+1]+wmin[i+1];}structnodetype*node=newstructnodetype;node一>peer=0;node->cv=0;node—〉cw=0;node->position=0;node—>r=rw[1]+wmin[1];insert(node,0);intcpeer=0；intq_len=1;boolisend=false；while(!isend&&q_len〉0)(node=deletemin(q_len,queues);q_len—-；if(node一>peer==n)(isend=true;fout〈<node->cw〈<endl;int*x=newint[n+1];for(intk=n;k〉=1;k——)(x[k]=node->position;node=node—〉par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