(算法设计与分析)用动态规划法求解资源分配问题 (验证型实验)

实验目标:

(1)掌握用动态规划方法求解实际问题的基本思路。

 

(2)进一步理解动态规划方法的实质,巩固设计动态规划算法的基本步骤。

实验任务:

(1)设计动态规划算法求解资源分配问题,给出算法的非形式描述。                                       

(2) 在Windows环境下用C 语言实现该算法。计算10个实例,每个实例中n=30, m=10, Ci j为随机产生于范围(0,103)内的整数。记录各实例的数据及执行结果(即最优分配方案、最优分配方案的值)、运行时间。                                                       (3)从理论上分析算法的时间和空间复杂度,并由此解释相应的实验结果。

 

 

实验设备及环境:

PC;C/C++等编程语言。

实验主要步骤:

(1)    根据实验目标,明确实验的具体任务;

(2)    分析资源分配问题,获得计算其最优值的递推计算公式;

(3)    设计求解问题的动态规划算法,并编写程序实现算法;

(4)    设计实验数据并运行程序、记录运行的结果;

(5)    分析算法的时间和空间复杂度,并由此解释释相应的实验结果;

 

问题分析(包括问题描述、建模、算法基本思想及程序实现技巧等):

数组c存放可获得的利润(由随机数产生),其中c[i][j]表示i台机器分配给j号车间,即:

                        0          若i=0或j=0

              c[i][j]

                        随机数     

数组v存放可获得的最大的利润。其中v[i][j]存放前i个车间和j个台机器设备时可获得的最大的利润。可得

                         0          若i=0或j=0

               v[i][j]

                         max(0<=k<=j){v[i-1][j-k]+r[k][j]}

max(0<=k<=j){v[i-1][j-k]+r[k][j]}表示前i个车间和j个机器设备时可获得的最大的利润等于max(0<=k<=j)(j-x个机器在前i-1个车间可获得的最大利润加上k个机器设备在第i号车间获得的利润)

数组d记录v取最大值时分配给当前车间的设备数量。d[i][j]记录v[i][j]取最大值时分配给i号车间的设备数量k。

 

                         0          若i=0或j=0

               d[i][j]

                         k          kmax(0<=k<=j){v[i-1][j-k]+r[k][j]}

实验数据及其结果(可用图表形式给出):

代码如下:

#include<iostream.h>  
#include<string.h>  
#include<stdlib.h>  
#include<time.h>  
#include<iomanip.h>  
#define N 30//设备数量  
#define M 10//车间数量  
#define T 10//实例个数,题目要求10个
int main(){  
	
    int c[N+1][M+1];
	int V[M+1][N+1],D[M+1][N+1];   
    int i=0,j=0,k=0;  
int t=T;  
srand((unsigned int)time(0));
    while(t--){  
		//初始化数组
	memset(c,0,sizeof(V)); 
	memset(V,0,sizeof(V));   
    memset(D,0,sizeof(D)); 
    //////////////////////////////////声明变量以及初始化  
    cout<<"第"<<T-t<<"个实例:"<<endl;  
    ////////////////////////////这段代码随机产生并输出C[i][j];  
    cout<<"i台机器分配给j号车间可获得的利润:"<<endl;  
    for(i=0;i<=M;i++){  
        cout<<setw(4)<<i;  
    }  
    cout<<endl;  
    for(i=0;i<=N;i++){  
        cout<<i<<setw(4);  
        for(j=0;j<=M;j++)
		{
			if(i!=0&&j!=0)c[i][j]=rand()%1000; 
			cout<<setw(4)<<r[i][j];  
		}  
		cout<<endl;  
    }  
    ////////////////////////////////////////////////////////  
    //////这段代码顺推算出每增加第j号车间其前j-1个车间所分配的设备数D[i][j];  
    //////以及算出i台设备分配到j号车间的最大利润V[i][j];  
    for(i=1;i<=M;i++)
	{  
		for(j=1;j<=N;j++)
		{  
			for(k=0;k<=j;k++)
			{  
				if(V[i][j]<V[i-1][j-k]+c[k][i])
				{    
					V[i][j]=V[i-1][j-k]+c[k][i]; 
					D[i][j]=k;  
                }  
            }  
        }  
    }  
    cout<<"最大利润为:"<<V[M][N]<<endl;  
    ///////////////////////////////////////////////////////////////  
    //从最后一个车间分配的设备数量(N-D[i][j])逆推到第一号车间分配的设备数量。 
	k=N;
    for(i=M;i>0;i--)
	{
		cout<<"第"<<i<<"号车间分配的车间数量为"<<D[i][k]<<",利润为"<<c[D[i][k]][i]<<endl;
		k=k-D[i][k];
	}
    }  
    return 0;  
}  

    原文作者:动态规划
    原文地址: https://blog.csdn.net/lonely_quan/article/details/44107793
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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