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【贪心算法】Gone Fishing(枚举贪心)

热度:28   发布时间:2023-11-27 18:12:43.0

【问题描述】

  • 约翰有h(1≤h≤16)个小时的时间,在该地区有n(2≤n≤25)个湖,这些湖刚好分布在一条路线上,该路线是单向的。约翰从湖1出发,他可以在任一个湖结束钓鱼。但他只能从一个湖到达另一个与之相邻的湖,而且不必每个湖都停留。
  • 假设湖i(i=1~n—1),以5分钟为单位,从湖i到湖i+1需要的时间用ti(0<ti≤192)表示。例如t3=4,是指从湖3到湖4需要花20分钟时间。
  • 已知在最初5分钟,湖i预计钓到鱼的数量为fi(fi≥0)。以后每隔5分钟,预计钓到鱼的数量将以常数di(di≥0)递减。如果某个时段预计钓到鱼的数量小于或等于di,那么在下一时段将钓不到鱼。为简单起见,假设没有其它的钓鱼者影响约翰的钓鱼数量。
  • 编写程序,帮助约翰制定钓鱼旅行的计划,以便尽可能多的钓到鱼。
    输入
    对每组测试例,第一行是n,接下来一行是h。
    下面一行是n个整数fi(1≤i≤n),然后是一行n个整数di(1≤i≤n),最后一行是n—1个整数ti(1≤i≤n—1)。
    输入样例
    在这里插入图片描述
    输出
    对每个测试例,输出在每个湖上花费的时间,这是约翰要实现钓到最多的鱼的计划(必须使整个计划在同一行输出)。
    接下来一行是钓到的鱼的数量。
    如果存在很多方案,尽可能选择在湖1钓鱼所耗费的时间,即使有些时段没有钓到鱼;如果还是无法区分,那就尽可能选择在湖2钓鱼所耗费的时间,以此类推。
    输出样例
    45, 5
    Number of fish expected: 31
    240, 0, 0, 0
    Number of fish expected: 480
    115, 10, 50, 35
    Number of fish expected: 724

【算法分析】

(1)数据结构

每个湖预计钓到鱼的数量,定义为数组:

#define NUM 30 
int f[NUM];

每个湖预计钓到鱼的数量的递减值,定义为数组:

int d[NUM];

相邻湖之间的旅行时间,定义为数组:

int t[NUM];

钓鱼计划,定义为数组:

int plan[NUM];

湖的个数n,用于钓鱼的时间h,尽可能多的钓鱼数量best。

(2)搜索

- 在任意一个湖结束钓鱼时的最优钓鱼计划

  • 首先把用于钓鱼的时间h,由小时转换为以5分钟为单位的时间:h=h×60/5;
  • 这样把钓5分钟鱼的时间称为钓一次鱼。由于约翰从湖1出发,可以在任一个湖结束钓鱼,要得到最优解,就需要进行搜索。
    在这里插入图片描述

void greedy(int pos, int time);
表示约翰在第pos个湖结束钓鱼,用于钓鱼的时间是time(不含路程),即钓鱼time次。

(3)贪心策略

采用贪心策略,每次选择鱼最多的湖钓一次鱼

  • 对于每个湖来说,由于在任何时候鱼的数目只和约翰在该湖里钓鱼的次数有关,和钓鱼的总次数无关,所以这个策略是最优的。一共可以钓鱼time次,每次在n个湖中选择鱼最多的一个湖钓鱼。
  • 采用贪心算法构造约翰的钓鱼计划。 可以认为约翰能从一个湖“瞬间转移”到另一个湖,即在任意一个时刻都可以从湖1到湖pos中任选一个钓一次鱼。

【算法实现】

//从湖1起到湖pos止,花费时间time(不含路程)的钓鱼计划
void greedy(int pos, int time)
{
     if (time <= 0) return;      //时间已经用完int i, j;int fish[MAXN];int p[MAXN];int t = 0; for (i = 0; i < pos; ++i) fish[i] = f[i]; memset(p, 0, sizeof(p)); //在时间time内,选择鱼最多的湖钓鱼;如果鱼都没有了,就把时间放在湖1上
for (i = 0; i < time; ++i)
{
     int max = 0;		//鱼最多的湖中,鱼的数量int id = -1;     //鱼最多的湖的编号//查找鱼最多的湖中,鱼的数量和湖的编号for (j = 0; j < pos; ++j)if (fish[j] > max){
     max = fish[j]; id = j; } if (id != -1)      //找到了,进行钓鱼处理{
    ++p[id]; fish[id] -= d[id]; t += max; }//没有找到(从湖1起到湖pos全部钓完了),就把时间放在湖1上else ++p[0]; 
} //处理最优方案
if (t > best)
{
     best = t;         //最优值memset(plan, 0, sizeof(plan));for (i = 0; i < pos; ++i)  //最优解plan[i] = p[i]; 
}
}
  • 输出钓鱼计划时,再把5乘回去,就变成实际的钓鱼时间(分钟):
for (i=0; i<n-1; ++i) printf("%d, ", plan[i] * 5);
printf("%d\n", plan[n-1] * 5); 
printf("Number of fish expected: %d\n", best);
#include <stdio.h> 
#include <string.h> #define NUM 30 
int f[NUM];
int d[NUM];
int t[NUM];
int plan[NUM];
int best; void greedy(int pos, int time)
{
     if (time <= 0) return; int i, j;int fish[NUM];int p[NUM];int t = 0; for (i = 0; i < pos; ++i) fish[i] = f[i]; memset(p, 0, sizeof(p)); for (i = 0; i < time; ++i){
     int max = 0;int id = -1; for (j = 0; j < pos; ++j)if (fish[j] > max){
     max = fish[j]; id = j; } if (id != -1) {
    ++p[id]; fish[id] -= d[id]; t += max; }else ++p[0]; } if (t > best){
     best = t; memset(plan, 0, sizeof(plan)); for (i = 0; i < pos; ++i) plan[i] = p[i]; } 
} int main()
{
     int N;scanf("%d", &N);while (N--) {
    	int i;int n;int h;int flag = 0; while (scanf("%d", &n) && n){
     scanf("%d", &h); h *= 12; for (i = 0; i < n; ++i) scanf( "%d", &f[i] ); for (i = 0; i < n; ++i) scanf( "%d", &d[i] );for (i = 1; i < n; ++i) scanf( "%d", &t[i] ); int  time = 0; best = -1; for (i = 1; i <= n && h-time; ++i){
     greedy(i, h - time); time += t[i]; } if (flag++) printf("\n");for (i = 0; i < n - 1; ++i) printf("%d, ", plan[i] * 5); printf("%d\n", plan[n - 1] * 5); printf("Number of fish expected: %d\n", best); } if (N) printf("\n");	} return 0; 
}