《原神攻略》有香自西來角色喜好食譜整理
貪心演算法的定義:
貪心演算法是指在對問題求解時,總是做出在當前看來是最好的選擇。也就是說,不從整體最優上加以考慮,只做出在某種意義上的區域性最優解。貪心演算法不是對所有問題都能得到整體最優解,關鍵是貪心策略的選擇,選擇的貪心策略必須具備無後效性,即某個狀態以前的過程不會影響以後的狀態,只與當前狀態有關。
解題的一般步驟是:
1.建立數學模型來描述問題;
2.把求解的問題分成若干個子問題;
3.對每一子問題求解,得到子問題的區域性最優解;
4.把子問題的區域性最優解合成原來問題的一個解。
如果大家比較瞭解動態規劃,就會發現它們之間的相似之處。最優解問題大部分都可以拆分成一個個的子問題,把解空間的遍歷視作對子問題樹的遍歷,則以某種形式對樹整個的遍歷一遍就可以求出最優解,大部分情況下這是不可行的。貪心演算法和動態規劃本質上是對子問題樹的一種修剪,兩種演算法要求問題都具有的一個性質就是子問題最優性(組成最優解的每一個子問題的解,對於這個子問題本身肯定也是最優的)。動態規劃方法代表了這一類問題的一般解法,我們自底向上構造子問題的解,對每一個子樹的根,求出下面每一個葉子的值,並且以其中的最優值作為自身的值,其它的值捨棄。而貪心演算法是動態規劃方法的一個特例,可以證明每一個子樹的根的值不取決於下面葉子的值,而只取決於當前問題的狀況。換句話說,不需要知道一個節點所有子樹的情況,就可以求出這個節點的值。由於貪心演算法的這個特性,它對解空間樹的遍歷不需要自底向上,而只需要自根開始,選擇最優的路,一直走到底就可以了。
話不多說,我們來看幾個具體的例子慢慢理解它:
1.活動選擇問題
這是《演算法導論》上的例子,也是一個非常經典的問題。有n個需要在同一天使用同一個教室的活動a1,a2,…,an,教室同一時刻只能由一個活動使用。每個活動ai都有一個開始時間si和結束時間fi 。一旦被選擇後,活動ai就佔據半開時間區間[si,fi)。如果[si,fi]和[sj,fj]互不重疊,ai和aj兩個活動就可以被安排在這一天。該問題就是要安排這些活動使得儘量多的活動能不衝突的舉行。例如下圖所示的活動集合S,其中各項活動按照結束時間單調遞增排序。
考慮使用貪心演算法的解法。為了方便,我們用不同顏色的線條代表每個活動,線條的長度就是活動所佔據的時間段,藍色的線條表示我們已經選擇的活動;紅色的線條表示我們沒有選擇的活動。
如果我們每次都選擇開始時間最早的活動,不能得到最優解:
如果我們每次都選擇開始時間最早的活動,不能得到最優解:
可以用數學歸納法證明,我們的貪心策略應該是每次選取結束時間最早的活動。直觀上也很好理解,按這種方法選擇相容活動為未安排活動留下儘可能多的時間。這也是把各項活動按照結束時間單調遞增排序的原因。
#include<cstdio>#include
<iostream>#include
<algorithm>usingnamespace std;
int N;
struct Act
{
int start;
int end;
}act[100010];
bool cmp(Act a,Act b)
{
return a.end<b.end;
}
int greedy_activity_selector()
{
int num=1,i=1;
for(int j=2;j<=N;j++)
{
if(act[j].start>=act[i].end)
{
i=j;
num++;
}
}
return num;
}
int main()
{
int t;
scanf("%d",&t);
while(t--)
{
scanf("%d",&N);
for(int i=1;i<=N;i++)
{
scanf("%lld %lld",&act[i].start,&act[i].end);
}
act[0].start=-1;
act[0].end=-1;
sort(act+1,act+N+1,cmp);
int res=greedy_activity_selector();
cout<<res<<endl;
}
}
2.錢幣找零問題
這個問題在我們的日常生活中就更加普遍了。假設1元、2元、5元、10元、20元、50元、100元的紙幣分別有c0, c1, c2, c3, c4, c5, c6張。現在要用這些錢來支付K元,至少要用多少張紙幣?用貪心演算法的思想,很顯然,每一步儘可能用面值大的紙幣即可。在日常生活中我們自然而然也是這麼做的。在程式中已經事先將Value按照從小到大的順序排好。
#include<iostream>#include
<algorithm>usingnamespace std;
constint N=7;
int Count[N]={3,0,2,1,0,3,5};
int Value[N]={1,2,5,10,20,50,100};
int solve(int money)
{
int num=0;
for(int i=N-1;i>=0;i--)
{
int c=min(money/Value[i],Count[i]);
money=money-c*Value[i];
num+=c;
}
if(money>0) num=-1;
return num;
}
int main()
{
int money;
cin>>money;
int res=solve(money);
if(res!=-1) cout<<res<<endl;
else cout<<"NO"<<endl;
}
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