希赛考试网
首页 > 软考 > 软件设计师

请写出用回溯法解装载问题的函数

希赛网 2024-02-19 16:43:43

装载问题是一类经典的组合优化问题,主要求解有限载重量的货车装最多件物品的问题。这个问题可以用回溯法进行求解,代码实现如下:

```

#include

#define MAXN 1000

using namespace std;

int n,c,W[MAXN],cw,bestw;//分别为货物个数, 最大载重, 每个货物的重量, 当前载重, 最优载重

bool bestx[MAXN],x[MAXN];//bestx[]数组,保存最优解, x[]数组表示当前解

void backtrack (int i)//i表示当前处理第几个物品

{

if(i>n)//表示已经处理完所有物品

{

if(cw>bestw)//如果当前载重大于最优载重

{

bestw=cw;//更新最优载重

for(int j=1;j<=n;j++) bestx[j]=x[j];//保存最优解

}

return;

}

if(cw+W[i]<=c)//如果加入第i个物品后的总重量不超过C

{

x[i]=true;//将i加入到当前解中

cw+=W[i];

backtrack (i+1) ;//搜索下一层

cw-=W[i];//回溯

x[i]=false;

}

if (Bound(i+1)<=c)//若搜索下一层有结果才走

backtrack(i+1);

}

int Bound(int i)//求当前结点可以得到的最大载重量

{

int cLeft= c-cw;//表示剩余最大载重

int b =cw;//b表示物品的总重量

for(int j=i;j<=n;j++)

{

if(W[j]<=cLeft)

{

cLeft-=W[j];

b+=W[j];

}

else

{

b+=(cLeft*1.0/W[j])*W[j];//计算加入部分

break;//退出循环,省去无用枚举

}

}

return b;//返回最终结点的上界

}

int main ()

{

cin>>n>>c;//输入物品个数和最大载重

for(int i=1;i<=n;i++) cin>>W[i];//输入每个物品的重量

backtrack(1);

cout<

for(int i=1;i<=n;i++) if(bestx[i]) cout<

cout<

return 0;

}

```

在回溯函数中,我们以深度优先的方式搜索所有可能的装载方案。当处理完所有的物品后,如果当前载重大于最优载重,则更新最优解。

函数Bound()用来求当前结点上界,即搜索下一个物品能够得到的最优结果。如果Bound()不小于最优载重,则继续搜索下一层,否则回溯。

需要注意的是,在backtrack()中有两个分支,分别对应着当前层加入或不加入一个物品时的情况。如果已经加入物品超过了限制重量,则直接回溯。

从另一个角度来看,回溯法解决问题的过程是一个递归搜索的过程。在代码实现中,我们定义回溯函数backtrack(),使用递归的方式进行搜索。当到达边界条件(如,背包已满或者搜索完所有物品)时,回溯函数开始返回并回溯到之前的状态,继续搜索。

在回溯的过程中,我们采用了剪枝技术来减少搜索的范围。例如,在Bound()中,我们计算出当前结点的上界,只需要搜索下一层中上界不小于最优解的结点。

综上所述,我们可以利用回溯法求解装载问题。该问题可以在时间复杂度为O(2^n)的情况下得到最优解。由于每个物品只有选或不选两种情况,因此会出现指数级别的搜索空间,在实际应用中需要进行一定的优化和剪枝。

微信扫一扫,领取最新备考资料


软考.png


软件设计师 资料下载
备考资料包大放送!涵盖报考指南、考情深度解析、知识点全面梳理、思维导图等,免费领取,助你备考无忧!
立即下载
软件设计师 历年真题
汇聚经典真题,展现考试脉络。精准覆盖考点,助您深入备考。细致解析,助您查漏补缺。
立即做题

软考报考咨询

微信扫一扫,定制学习计划