有n位顾客同时等待一项服务,顾客i需要的服务时间为ti,设计贪心算法安排位顾客的服务次序,使得平均等待时间最小。请给出具体代码,并证明算法的正确性(平均等待时间=所有顾客等待时间之和/n)
时间: 2024-05-14 22:15:39 浏览: 84
这是一个典型的贪心算法问题,按照顾客需要服务的时间从小到大排序,并按顺序给顾客服务,可以得出平均等待时间最小。
具体代码如下:
```python
def average_wait_time(n, t):
# 按服务时间从小到大排序
t = sorted(t)
# 计算平均等待时间
avg_wait_time = sum([(n - i) * t[i-1] for i in range(1, n+1)])
return avg_wait_time / n
```
正确性证明:
设排序后的服务时间为t1,t2,...,tn,按照贪心策略依次服务,第i个顾客的等待时间为:
(ti+t1)+(ti+t2)+...+(ti+ti-1)
展开可得:
ti*i + (t1+t2+...+ti-1)
组合起来得到所有顾客的等待时间之和:
n*t1 + (n-1)*t2 + ... + t(n-1) + tn
因为平均等待时间等于所有顾客的等待时间之和除以n,所以我们的目标就是最小化上述等式。可以用数学归纳法证明,按照服务时间从小到大排序,并按顺序给顾客服务的贪心策略能够达到这一目标。
相关问题
最优服务次序问题。设有n个顾客同时等待一项服务,顾客i需要的服务时间为ti,应如何安排n个顾客的服务次序才能使平均等待时间达到最小?平均等待时间是n个顾客等待服务时间的总和除以n。 给我该问题的算法思路描述,并用C/C++实现该算法。
该问题可以用贪心算法进行求解。具体思路是,将顾客按照所需要的服务时间从小到大排序,然后按照这个顺序进行服务。这样做的原因是,服务时间短的顾客可以快速得到服务,从而减少等待时间,而服务时间长的顾客可以在短时间内得到服务完成,也能减少等待时间。
以下是C++代码实现:
```cpp
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main() {
int n;
cin >> n;
int *t = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
cin >> t[i];
}
sort(t, t + n); // 排序
int sum = 0, ans = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
sum += t[i];
ans += sum;
}
cout << "最小平均等待时间为:" << ans / n << endl;
delete[] t;
return 0;
}
```
其中,输入n表示顾客数,接下来输入n个整数表示每个顾客需要的服务时间。我们首先将顾客按照服务时间从小到大排序,然后依次计算每个顾客的等待时间,并将等待时间累加起来。最后,将累加的等待时间除以n即可得到最小平均等待时间。
最优服务次序问题: 设有n个顾客同时等待一项服务。顾客i需要的服务时间为ti,1≤i≤n。共有s处可以提供此服务。应如何安排n个顾客的服务次序才能使平均等待时间达到最小平均等待时间是n个顾客等待服务时间的总和除以
n个顾客的个数,即:
$$\frac{\sum_{i=1}^{n}w_i}{n}$$
其中,$w_i$表示第$i$个顾客的等待时间。
这是一个经典的最优服务次序问题,可以使用贪心算法来解决。具体思路如下:
1. 将所有顾客按照需要的服务时间从小到大排序。
2. 对于每个顾客,将其分配到当前最短的服务时间的服务处,如果有多个服务处的服务时间相同,则选择编号最小的服务处。
3. 计算所有顾客的等待时间,并计算平均等待时间。
4. 如果还有未分配的顾客,回到第2步继续分配。
下面是该算法的Python实现:
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