算法分析_回溯法(很不错)
- 格式:ppt
- 大小:3.13 MB
- 文档页数:47


算法设计与分析——批处理作业调度(回溯法)之前讲过⼀个相似的问题流⽔作业调度问题,那⼀道题最开始⽤动态规划,推到最后得到了⼀个Johnson法则,变成了⼀个排序问题,有兴趣的可以看⼀下本篇博客主要参考⾃⼀、问题描述给定n个作业的集合{J1,J2,…,Jn}。
每个作业必须先由机器1处理,然后由机器2处理。
作业Ji需要机器j的处理时间为t ji。
对于⼀个确定的作业调度,设Fji是作业i在机器j上完成处理的时间。
所有作业在机器2上完成处理的时间和称为该作业调度的完成时间和。
批处理作业调度问题要求对于给定的n个作业,制定最佳作业调度⽅案,使其完成时间和达到最⼩。
例:设n=3,考虑以下实例:看到这⾥可能会对这些完成时间和是怎么计算出来的会有疑问,这⾥我拿123和312的⽅案来说明⼀下。
对于调度⽅案(1,2,3)作业1在机器1上完成的时间是2,在机器2上完成的时间是3作业2在机器1上完成的时间是5,在机器2上完成的时间是6作业3在机器1上完成的时间是7,在机器2上完成的时间是10所以,作业调度的完成时间和= 3 + 6 + 10这⾥我们可以思考⼀下作业i在机器2上完成的时间应该怎么去求?作业i在机器1上完成的时间是连续的,所以是直接累加就可以。
但对于机器2就会产⽣两种情况,这两种情况其实就是上图的两种情况,对于(1,2,3)的调度⽅案,在求作业2在机器2上完成的时间时,由于作业2在机器1上还没有完成,这就需要先等待机器1处理完;⽽对于(3,1,2)的调度⽅案,在求作业2在机器2上完成的时间时,作业2在机器1早已完成,⽆需等待,直接在作业1被机器1处理之后就能接着被处理。
综上,我们可以得到如下表达式if(F2[i-1] > F1[i])F2[i] = F2[i-1] + t[2][i]elseF2[i] = F1[i] + t[2][i]⼆、算法设计类Flowshop的数据成员记录解空间的结点信息,M输⼊作业时间,bestf记录当前最⼩完成时间和,数组bestx记录相应的当前最佳作业调度。
回溯算法详解
回溯算法是一种经典问题求解方法,通常被应用于在候选解的搜索空间中,通过深度优先搜索的方式找到所有可行解的问题。
回溯算法的本质是对一棵树的深度优先遍历,因此也被称为树形搜索算法。
回溯算法的基本思想是逐步构建候选解,并试图将其扩展为一个完整的解。
当无法继续扩展解时,则回溯到上一步并尝试其他的扩展,直到找到所有可行的解为止。
在回溯算法中,通常会维护一个状态向量,用于记录当前已经构建的解的情况。
通常情况下,状态向量的长度等于问题的规模。
在搜索过程中,我们尝试在状态向量中改变一个或多个元素,并检查修改后的状态是否合法。
如果合法,则继续搜索;如果不合法,则放弃当前修改并回溯到上一步。
在实际应用中,回溯算法通常用来解决以下类型的问题:
1. 组合问题:从n个元素中选取k个元素的所有组合;
2. 排列问题:从n个元素中选择k个元素,并按照一定顺序排列的所有可能;
3. 子集问题:从n个元素中选择所有可能的子集;
4. 棋盘问题:在一个给定的n x n棋盘上放置n个皇后,并满足彼此之间不会互相攻击的要求。
回溯算法的时间复杂度取决于候选解的规模以及搜索空间中的剪枝效果。
在最坏情况下,回溯算法的时间复杂度与候选解的数量成指数级增长,因此通常会使用剪枝算法来尽可能减少搜索空间的规模,从而提高算法的效率。
总之,回溯算法是一种非常有用的问题求解方法,在实际应用中被广泛使用。
同时,由于其时间复杂度较高,对于大规模的问题,需要慎重考虑是否使用回溯算法以及如何优化算法。
回溯法详解回溯法(Backtracking)是一种解决问题的算法,也称为试探法。
它是一种基于深度优先策略的搜索方法,用于在一个大型的搜索空间中找到所有可能的解。
回溯法常用于解决组合问题、优化问题、排列问题、路径问题等等。
回溯法的实现方法是:从一个初始状态开始,不断地向前搜索,直到找到一个合法的解或者所有的搜索空间都被遍历结束。
在搜索的过程中,如果发现当前的搜索路径不可能得到合法的解,就会回溯到上一个状态,继续向其他方向搜索。
回溯法仍然是一种穷举算法,但它通过剪枝操作排除大部分不必要的搜索路径,从而减少了搜索的时间和空间复杂度。
回溯法的实现过程中,我们需要完成以下三个步骤:1. 选择基于当前的状态,选择一个可能的方向,继续向前搜索。
这意味着我们需要对问题进行建模,找到一些限制条件或者选择条件,来指导我们如何选择下一个状态。
2. 约束在选择方向之后,我们需要考虑当前方向是否可行。
这称为约束条件。
如果当前的方向违反了某些约束条件,那么我们需要回溯到上一个状态,重新选择一个合法的方向。
3. 回溯如果当前方向无法得到一个合法解,我们就需要回溯到上一个状态,并尝试其他的方向。
回溯操作的核心是恢复状态,也就是将当前状态的改变撤回。
这意味着我们需要记录每一个状态的改变,从而能够正确地回溯。
回溯法的优点在于它的适用范围比较广泛,在解决复杂问题时能够得到很好的效果。
但同时回溯法也存在一些缺点,例如在搜索效率方面并不是最优的,在搜索空间比较大的情况下,时间和空间复杂度也会非常高。
因此,在实践中,我们需要结合具体问题来选择合适的算法。