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14.5贪心算法

2022-02-03 14:52 作者:取悦疾风  | 我要投稿

内容来自尚硅谷Java数据结构与java算法(Java数据结构与算法)_哔哩哔哩_bilibili

写在前面:本文内容大致和原视频内老师的笔记内容相同,会偶尔插入自己的注释和理解,尽量会完成作业

14.5.1应用场景-集合覆盖问题

假设存在下面需要付费的广播台,以及广播台信号可以覆盖的地区。如何选择最少的广播台,让所有的地区都可以接收到信号

14.5.2贪心算法介绍

1)      贪婪算法(贪心算法)是指在对问题进行求解时,在每一步选择中都采取最好或者最优(即最有利)的选择,从而希望能够导致结果是最好或者最优的算法

2)      贪婪算法所得到的结果不一定是最优的结果(有时候会是最优解),但是都是相对近似(接近)最优解的结果

14.5.3贪心算法最佳应用-集合覆盖问题

假设存在下面需要付费的广播台,以及广播台信号可以覆盖的地区。如何选择最少的广播台,让所有的地区都可以接收到信号

思路分析:

如何找出覆盖所有地区的广播台的集合呢,使用穷举法实现,列出每个可能的广播台的集合,这被称为幂集。假设总的有n个广播台,则广播台的组合总共有2^n-1个,假设每秒可以计算10个子集,如图:

Ø  使用贪婪算法,效率高:

目前并没有算法可以快速计算得到准备的值,使用贪婪算法,则可以得到非常接近的解,并且效率高。选择策略上,因为需要覆盖全部地区的最小集合:

遍历所有的广播电台,找到一个覆盖了最多未覆盖的地区的电台(此电台可能包含一些已覆盖的地区,但没有关系)

将这个电台加入到一个集合中(比如ArrayList),想办法把该电台覆盖的地区在下次比较时去掉。重复第1步直到覆盖了全部的地区

分析的图解:

代码实现:

14.5.4贪心算法的注意事项和细节

1)      贪婪算法所得到的结果不一定是最优的结果(有时候会是最优解),但是都是相对近似(接近)最优解的结果

2)      比如上题的算法选出的是K1,K2,K3,K5,符合覆盖了全部的地区

3)      但是我们发现K2,K3,K4,K5也可以覆盖全部地区,如果K2的使用成本低于K1,那么我们上题的K1, K2,K3,K5虽然是满足条件,但是并不是最优的.


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