贪心算法

纵饮孤独 提交于 2020-03-07 08:33:14

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贪心算法的思想在于只求局部最优,不管全局如何。但是这样得出的结果往往也是全局最优的,当然也有的不是全局最优。

以背包问题为例:

 [背包问题]有一个背包,背包容量是M=150。有7个物品,物品不可以分割成任意大小。

要求尽可能让装入背包中的物品总价值最大,但不能超过总容量。  

物品

        A   B   C   D   E  F  G  

重量 35 30 60 50 40 10 25  

价值 10 40 30 50 35 40 30  

分析:  

目标函数: ∑pi最大  

约束条件是装入的物品总重量不超过背包容量:∑wi<=M( M=150)  

(1)根据贪心的策略,每次挑选价值最大的物品装入背包,得到的结果是否最优?  

(2)每次挑选所占重量最小的物品装入是否能得到最优解?  

(3)每次选取单位重量价值最大的物品,成为解本题的策略。  

值得注意的是,贪心算法并不是完全不可以使用,贪心策略一旦经过证明成立后,它就是一种高效的算法。  

贪心算法还是很常见的算法之一,这是由于它简单易行,构造贪心策略不是很困难。  

可惜的是,它需要证明后才能真正运用到题目的算法中。  

一般来说,贪心算法的证明围绕着:整个问题的最优解一定由在贪心策略中存在的子问题的最优解得来的。  

对于例题中的3种贪心策略,都是无法成立(无法被证明)的,解释如下:  

(1)贪心策略:选取价值最大者。  

反例:  

W=30  

物品:A B C  

重量:28 12 12  

价值:30 20 20  

根据策略,首先选取物品A,接下来就无法再选取了,可是,选取B、C则更好。  

(2)贪心策略:选取重量最小。

它的反例与第一种策略的反例差不多。  

(3)贪心策略:选取单位重量价值最大的物品。  

反例:  

W=30 

物品:A B C  

重量:28 20 10  

价值:28 20 10  

根据策略,三种物品单位重量价值一样,程序无法依据现有策略作出判断,如果选择A,则答案错误。  【注意:如果物品可以分割为任意大小,那么策略3可得最优解】  对于选取单位重量价值最大的物品这个策略,可以再加一条优化的规则:对于单位重量价值一样的,则优先选择重量小的!这样,上面的反例就解决了。  但是,如果题目是如下所示,这个策略就也不行了。  W=40  物品:A B C  重量:25 20 15  价值:25 20 15


参考:http://baike.baidu.com/view/298415.htm

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