C++二维装箱算法,箱子可以旋转,返回每个箱子的位置和是否旋转,注意数据是double
时间: 2023-11-20 19:05:21 浏览: 82
二维装箱问题是NP完全问题,因此没有一种通用的算法可以在多项式时间内解决。但是,有许多启发式算法和近似算法可以用于实际应用中。
其中一种比较简单的启发式算法是贪心算法。以下是一种基于贪心算法的二维装箱算法:
1. 将所有箱子按照面积从大到小排序。
2. 依次将每个箱子放入最小的可行矩形中,如果该矩形无法容纳该箱子,则将该矩形旋转90度后重试。
3. 如果所有可行矩形都无法容纳该箱子,则将该箱子放入一个新的矩形中,并将该矩形加入可行矩形列表中。
4. 重复步骤2-3直到所有箱子都被放入矩形中。
以下是一个简单的C++实现:
```c++
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <cmath>
using namespace std;
struct Box {
double width;
double height;
bool rotated;
double x;
double y;
};
struct Rectangle {
double width;
double height;
double x;
double y;
};
bool compare(Box a, Box b) {
return max(a.width, a.height) > max(b.width, b.height);
}
bool fits(Rectangle r, Box b) {
return r.width >= b.width && r.height >= b.height;
}
void place(Rectangle& r, Box& b) {
b.x = r.x;
b.y = r.y;
if (b.rotated) {
swap(b.width, b.height);
}
r.x += b.width;
r.width -= b.width;
r.height = max(r.height, b.height);
}
void pack(vector<Box>& boxes, double containerWidth, double containerHeight) {
sort(boxes.begin(), boxes.end(), compare);
vector<Rectangle> freeRectangles;
freeRectangles.push_back({containerWidth, containerHeight, 0, 0});
for (Box& box : boxes) {
for (Rectangle& rect : freeRectangles) {
if (fits(rect, box)) {
place(rect, box);
box.rotated = false;
break;
} else if (fits(rect, {box.height, box.width, true})) {
place(rect, {box.height, box.width, true, 0, 0});
box.rotated = true;
break;
}
}
if (box.x == -1) {
freeRectangles.push_back({containerWidth, containerHeight - box.height, 0, box.height});
place(freeRectangles.back(), box);
box.rotated = false;
}
}
}
int main() {
vector<Box> boxes = {{2, 3}, {4, 1}, {1, 5}, {3, 2}};
double containerWidth = 6;
double containerHeight = 6;
pack(boxes, containerWidth, containerHeight);
for (Box box : boxes) {
cout << "Box (" << box.width << ", " << box.height << ") ";
if (box.rotated) {
cout << "rotated ";
}
cout << "placed at (" << box.x << ", " << box.y << ")" << endl;
}
return 0;
}
```
在上面的实现中,我们使用了一个结构体`Box`来表示每个箱子,它包含宽度、高度、是否旋转以及位置。我们还使用了一个结构体`Rectangle`来表示可行矩形,它包含宽度、高度以及位置。
在`compare`函数中,我们按照最大边长从大到小排序箱子,这是一种启发式方法,旨在使大箱子尽可能先被放入矩形中,以减少剩余空间。
在`fits`函数中,我们检查箱子是否适合放入矩形中。
在`place`函数中,我们将箱子放置在矩形中,并更新矩形的宽度和高度。
在`pack`函数中,我们依次遍历每个箱子,并尝试将其放入可行矩形中。如果矩形无法容纳该箱子,则尝试将矩形旋转90度后再次尝试。如果所有可行矩形都无法容纳该箱子,则将其放入一个新的矩形中,并将该矩形加入可行矩形列表中。
最后,我们在`main`函数中使用一些示例数据来测试算法,并输出每个箱子的位置和是否旋转。
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