【算法】贪心算法
贪心算法
1. 贪心介绍
贪心算法总是做出当前最好的选择,期望通过局部最优选择得到全局最优的解决方案。但贪心不是从整体最优来考虑的,一旦做出选择,不会再改变,只能达到某种意义上的局部最优。
简记为:想要当下最好的,但会导致目光短浅
2. 贪心本质
应用情景:当出现两个特性——贪心选择性质和最优子结构性质时可用。
(1)贪心选择性质:指原问题的整体最优解可以通过一系列局部最优的选择得到。运用同一规则,原问题可拆分为一个个相似的子问题,而后的每一步都是当前最优的选择。但其依赖于当前已做出的选择,无回溯过程。
(2)最优子结构性质:指一个问题的最优解包含其子问题的最优解。如:
原问题:S={a1,a2,a3,ai...an}
,转化为子问题:{ai},S-{ai}
。即通过贪心选择当前最优解{ai}后,转化为求解子问题S-{ai}。
求解步骤:
(1)贪心策略:选择当前看上去最好的一个。如:最红的苹果是最好的,则每一次都选择最红的。
(2)局部最优解:每一次取到的结果记为ak(k=1,2,3…)
(3)全局最优解:把所有局部最优解整合为一个最优解{a1,a2,…}
3. 最优装载问题
有一天,海盗们截获了一艘装满各种各样古董的货船,每件古董都价值连城,一旦打碎就失去了价值。虽然海盗船足够大,但载重为c,每件古董的重量为wi,海盗们绞尽脑汁要把尽可能多的宝贝装上海盗船,该怎么办呢?
假设c为30,8件古董,价值分别为4,10,7,11,3,5,14,2
(1)问题分析
尽可能多:排序,每次选最小的装入
(2)算法实现
可以用一维数组w[]存储古董的数量
(1)借助c++中的排序函数sort
(头文件#include<algorithm>
)
排序算法如下:
sort(begin,end)//参数begin和end表示一个范围,分别为待排序数组的首地址和尾地址,默认为升序
(2)代码如下:
double tmp=0.0;//tmp为已装载到船上的古董的重量
int ans=0;//ans为已装载的古董个数
for(int i=0;i<n;i++)
{
twp+=w[i];
if(tmp<=c)
ans++;
else
break;
}
cout<<ans<<endl;
(3)算法分析
(1)时间复杂度:
①sort函数,平均时间复杂度为O(nlogn);
②输入和贪心策略求解的两个for循环均为O(n);
故,总的为O(nlogn)。
(2)空间复杂度:在程序中使用了tmp、ans等辅助变量,为O(1)。
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