设某一机器由 n 个部件组成,每一种部件都可以从 m 个不同的供应商处购得。设 wij 是从供应商 j 处购得的部件 i 的重量, cij 是相应的价格。 设计一个优先队列式分支限界法,给出总价格不超过 d 的最小重量机器设计代码
时间: 2023-12-03 17:43:59 浏览: 364
6-4最小机器重量设计问题.zip_算法分析与设计;分支限界
以下是一个 Python 代码实现:
```python
import heapq
def min_weight(n, m, w, c, d):
# 定义一个状态:(已选的部件集合,当前总重量,当前总价格)
state = ([], 0, 0)
heap = [state] # 优先队列,初始状态入队
min_weight = float('inf') # 最小重量初始为无穷大
while heap:
curr = heapq.heappop(heap) # 取出当前状态
selected, weight, cost = curr
if cost > d: # 如果当前价格已经超过限制,则剪枝
continue
if len(selected) == n: # 如果已选的部件数达到了 n,则更新最小重量
min_weight = min(min_weight, weight)
continue
for j in range(m): # 枚举每个供应商
new_selected = selected + [j] # 加入该供应商的部件
new_weight = weight + sum(w[i][j] for i in new_selected) # 更新总重量
new_cost = cost + sum(c[i][j] for i in new_selected) # 更新总价格
new_state = (new_selected, new_weight, new_cost)
heapq.heappush(heap, new_state) # 将新状态加入优先队列
return min_weight
```
其中,参数 `n` 表示部件数量,`m` 表示供应商数量,`w` 和 `c` 分别是部件重量和价格的二维数组,`d` 表示价格上限。函数返回最小重量。
该算法使用了优先队列来实现分支限界,具体思路是,每次从队列中取出当前状态,枚举每个供应商,加入该供应商的部件,计算新的重量和价格,并将新状态加入优先队列。如果当前价格已经超过限制,则剪枝;如果已选的部件数达到了 n,则更新最小重量。最终,优先队列中保存的状态都是价格不超过 d 的状态,从中选取最小重量即可。
阅读全文