资源配置问题动态规划算法实现

时间: 2024-05-25 19:06:28 浏览: 197
资源配置问题是一个经典的动态规划问题,可以使用动态规划算法来解决。具体实现步骤如下: 1. 定义状态:设f[i][j]表示前i个项目分配j个资源所得到的最大利润。 2. 初始化状态:f[j] = 0 (0 <= j <= n),f[i] = 0 (0 <= i <= m)。 3. 状态转移方程:f[i][j] = max{f[i-1][j-k] + gi(k)} (0 <= k <= j),其中gi(k)表示第i个项目分配k个资源所得到的利润。 4. 求解最优解:最终的最大利润为f[m][n]。 下面是Python代码实现: ```python def resource_allocation(n, m, g): f = [[0] * (n+1) for _ in range(m+1)] for i in range(1, m+1): for j in range(1, n+1): for k in range(j+1): if k <= j: f[i][j] = max(f[i][j], f[i-1][j-k] + g[i][k]) return f[m][n] ``` 其中,n表示资源数量,m表示项目数量,g是一个二维数组,g[i][j]表示第i个项目分配j个资源所得到的利润。
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资源配置问题的动态规划算法实现

根据引用[1]和引用的描述,资源分配问题可以使用动态规划算法来解决。下面是一个动态规划算法的实现: 1. 首先定义一个二维数组a[i][j],其中i表示工程的编号,j表示剩余的资源数。a[i][j]表示在前i个工程中,剩余j个资源时所能获得的最大利润。 2. 初始化a[j]为0,表示没有工程时无法获得利润;a[i]也为0,表示没有资源时无法获得利润。 3. 对于每个工程i和每个剩余资源数j,计算a[i][j]的值。如果当前工程i所需的资源数大于剩余资源数j,则a[i][j] = a[i-1][j],即当前工程无法获得利润,继承前一个工程的最大利润;否则,a[i][j] = max(a[i-1][j], a[i-1][j-gain[i]]+profit[i]),即当前工程可以获得利润,选择获得利润和不获得利润中的最大值。 4. 最终的最大利润为a[n][m],其中n为工程总数,m为资源总数。 下面是一个Python实现的示例代码: ```python def dynamic_programming(n, m, gain, profit): a = [[0 for j in range(m+1)] for i in range(n+1)] for i in range(1, n+1): for j in range(1, m+1): if gain[i] > j: a[i][j] = a[i-1][j] else: a[i][j] = max(a[i-1][j], a[i-1][j-gain[i]]+profit[i]) return a[n][m] ```

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实验课程:算法分析与设计 实验名称: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: 问题描述: 某厂根据计划安排,拟将n台相同的设备分配给m个车间,各车间获得这种设备后,可以为国家提供盈利Ci j(i台设备提供给j号车间将得到的利润,1≤i≤n,1≤j≤m) 。问如何分配,才使国家得到最大的盈利? 算法基本思想: 本问题是一简单资源分配问题,由于具有明显的最优子结构,故可以使用动态规划求解,用状态量f[i][j]表示用i台设备分配给前j个车间的最大获利,那么显然有f[i][j] = max{ f[k][j–1] + c[i-k][j] },0<=k<=i。再用p[i][j]表示获得最优解时第j号车间使用的设备数为i-p[i][j],于是从结果倒推往回求即可得到分配方案。程序实现时使用顺推,先枚举车间数,再枚举设备数,再枚举状态转移时用到的设备数,简单3重for循环语句即可完成。时间复杂度为O(n^2*m),空间复杂度为O(n*m),倘若此题只需求最大获利而不必求方案,则状态量可以减少一维,空间复杂度优化为O(n)。

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