演算法分析之工作分配問題

2021-08-31 04:15:51 字數 1767 閱讀 1815

acm中的工作分配問題是乙個典型的回溯問題,利用回溯思想能很準確地得到問題的解。下面就這個問題好好分析下。

問題描述:

設有n件工作分配給n個人。為第i個人分配工作j所需的費用為c[i][j] 。試設計乙個演算法,計算最佳工作分配方案,為每乙個人都分配1 件不同的工作,並使總費用達到最小。

解題思路:

由於每個人都必須分配到工作,在這裡可以建乙個二維陣列c[i][j],用以表示i號工人完成j號工作所需的費用。給定乙個迴圈,從第1個工人開始迴圈分配工作,直到所有工人都分配到。為第i個工人分配工作時,再迴圈檢查每個工作是否已被分配,沒有則分配給i號工人,否則檢查下乙個工作。可以用乙個一維陣列x[j]來表示第j號工作是否被分配,未分配則x[j]=0,否則x[j]=1。利用回溯思想,在工人迴圈結束後回到上一工人,取消此次分配的工作,而去分配下一工作直到可以分配為止。這樣,一直回溯到第1個工人後,就能得到所有的可行解。在檢查工作分配時,其實就是判斷取得可行解時的二維陣列的一下標都不相同,二下標同樣不相同。

樣例分析:

給定3件工作,i號工人完成j號工作的費用如下:

10 2 3

2 3 4

3 4 5

假定乙個變數count表示工作費用總和,初始為0,變數i表示第i號工人,初始為1。n表示總的工作量,這裡是取3。c[i][j]表示i號工人完成j號工作的費用,x[j]表示j號工作是否被分配。演算法如下:

void work(int i,int count)

}

那麼在這裡,用回溯法的思想就是,首先分配的工作是:

10:c[1][1] 3:c[2][2] 5:c[3][3] count=18;

此時,所有工人分配結束,然後回溯到第2個工人重新分配:

10:c[1][1] 4:c[2][3] 4:c[3][2] count=18;

第2個工人已經回溯到n,再回溯到第1個工人重新分配:

2:c[1][2] 2:c[2][1] 5:c[3][3] count=9;

回溯到第2個工人,重新分配:

2:c[1][2] 4:c[2][3] 3:c[3][1] count=9;

再次回溯到第1個工人,重新分配:

3:c[1][3] 2:c[2][1] 4:c[3][2] count=9;

回溯到第2個工人,重新分配:

3:c[1][3] 3:c[2][2] 3:c[3][1] count=9;

這樣,就得到了所有的可行解。而我們是要得到最少的費用,即可行解中和最小的乙個,故需要再定義乙個全域性變數cost表示最終的總費用,初始cost為c[i][i]之和,即對角線費用相加。在所有工人分配完工作時,比較count與cost的大小,如果count小於cost,證明在回溯時找到了乙個最優解,此時就把count賦給cost。

到這裡,整個演算法差不多也快結束了,已經能得到最終結果了。但考慮到演算法的複雜度,這裡還有乙個剪枝優化的工作可以做。就是在每次計算區域性費用變數count的值時,如果判斷count已經大於cost,就沒必要再往下分配了,因為這時得到的解必然不是最優解。

#include

using namespace std;

int n,cost=0;

int x[100],c[100][100];

void work(int i,int count)

cost+=c[i][i];

}work(1,0);

cout

return 0;

}

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