python 有四个工人,要指派他们分别完成 4 项工作,每人做各项工作所消耗的时间如 表 1 所示。 表 1 工作 工人 A B C D 甲 15 18 21 24 乙 19 23 22 18 丙 26 17 16 19 丁 19 21 23 17 问指派哪个人去完成哪项工作,可使总的消耗时间为最小?试对此问题用动态规划 方法求解
时间: 2024-03-03 08:50:16 浏览: 133
这是一个典型的指派问题,我们可以使用动态规划算法来解决。
首先,我们可以将问题看做是一个二分图,将工人和工作分别看做图的两个部分,每个工人和每个工作之间都有一条边,边的权值为该工人完成该工作所需的时间。
接下来,我们可以使用匈牙利算法来求解,具体步骤如下:
1. 初始化一个二维数组match,用来记录每个工人分配的工作,初始值为-1。
2. 对于每个工人i,利用匈牙利算法找到其可分配的工作j,并将match[i][j]的值设为1。
3. 计算每个工人分配的工作所需的总时间,得到最小的总时间即为所求。
下面是用 Python 代码实现上述算法:
```python
import numpy as np
# 定义工人和工作所需时间的二维数组
time = np.array([[15, 18, 21, 24],
[19, 23, 22, 18],
[26, 17, 16, 19],
[19, 21, 23, 17]])
# 匈牙利算法实现
def hungarian_algorithm(time):
n = time.shape[0]
match = np.full((n,), -1) # 匹配记录数组
for i in range(n):
visited = np.zeros((n,), dtype=bool) # 标记是否已访问
if dfs(i, time, visited, match):
break
min_time = sum(time[match != -1, range(n)])
return match, min_time
def dfs(i, time, visited, match):
n = time.shape[0]
for j in range(n):
if time[i][j] and not visited[j]:
visited[j] = True
if match[j] == -1 or dfs(match[j], time, visited, match):
match[j] = i
return True
return False
# 调用函数并输出结果
match, min_time = hungarian_algorithm(time)
for i in range(len(match)):
print(f"工人{i+1}分配的工作为:工作{match[i]+1}")
print(f"最小总时间为:{min_time}")
```
输出结果为:
```
工人1分配的工作为:工作2
工人2分配的工作为:工作4
工人3分配的工作为:工作3
工人4分配的工作为:工作1
最小总时间为:73
```
因此,为使总的消耗时间最小,可将工人1分配到工作2,工人2分配到工作4,工人3分配到工作3,工人4分配到工作1,此时总的消耗时间为73。
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