1、采用C/C++/Matlab等实现置换流水车间调度问题数学模型,并通过算例验证代码的正确性。
时间: 2024-01-06 12:04:35 浏览: 146
LRU 页面置换算法 最近最久未使用 源代码 c/c++
5星 · 资源好评率100%
置换流水车间调度问题是一个经典的优化问题,它的目标是在一定的约束条件下,使得生产过程中所需的时间最短。下面我来介绍一下如何用C语言实现这个问题的数学模型,并通过算例验证代码的正确性。
首先,我们需要定义问题的数学模型。假设有m台机器和n个作业需要完成,每个作业需要在不同的机器上完成一定的工序。我们可以用一个二维数组time[i][j]表示第i个作业在第j台机器上完成的时间。我们的目标是找到一种最优的调度方式,使得所有作业完成所需的时间最短。
接下来,我们可以采用启发式算法,如模拟退火算法或遗传算法等,来求解最优调度。这里我们以模拟退火算法为例。
首先,我们需要初始化一个初始解。可以随机生成一个排列,表示作业的执行顺序。然后计算出这个排列所对应的完成时间,并将其作为当前最优解,记为best。接着,我们开始迭代,每次迭代都会生成一个新的解,并计算出它的完成时间。如果新的解的完成时间比当前最优解的完成时间更短,就将新的解作为当前最优解。否则,以一定概率接受新的解,避免陷入局部最优解。
下面是用C语言实现置换流水车间调度问题的代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define MAXN 100
#define MAXM 10
int n, m; // 作业数和机器数
int time[MAXN][MAXM]; // 执行时间矩阵
int best_seq[MAXN]; // 当前最优解的作业执行顺序
int cur_seq[MAXN]; // 当前解的作业执行顺序
int best_time; // 当前最优解的完成时间
int cur_time; // 当前解的完成时间
// 计算完成时间
int calc_time(int seq[]) {
int machine[MAXM] = {0};
int time_used[MAXN][MAXM] = {0};
int time_start[MAXN][MAXM] = {0};
for (int i = 0; i < n; i++) {
int job = seq[i];
for (int j = 0; j < m; j++) {
int machine_id = time_start[job][j];
if (machine_id == 0) {
machine_id = 1;
}
while (machine[machine_id] > time_used[job][machine_id - 1]) {
machine_id++;
}
time_start[job][j] = machine_id;
time_used[job][machine_id - 1] += time[job][j];
if (time_used[job][machine_id - 1] > machine[machine_id]) {
machine[machine_id] = time_used[job][machine_id - 1];
}
}
}
int max_time = 0;
for (int i = 1; i <= m; i++) {
if (machine[i] > max_time) {
max_time = machine[i];
}
}
return max_time;
}
// 模拟退火算法
void sa() {
double T = 1000; // 初始温度
double Tmin = 1e-8; // 终止温度
double alpha = 0.99; // 降温系数
int iter = 10000; // 迭代次数
best_time = calc_time(best_seq);
cur_time = best_time;
for (int i = 0; i < n; i++) {
cur_seq[i] = best_seq[i];
}
while (T > Tmin) {
for (int i = 0; i < iter; i++) {
int a = rand() % n;
int b = rand() % n;
int tmp = cur_seq[a];
cur_seq[a] = cur_seq[b];
cur_seq[b] = tmp;
int new_time = calc_time(cur_seq);
int delta = new_time - cur_time;
if (delta < 0 || exp(-delta / T) > (double)rand() / RAND_MAX) {
cur_time = new_time;
if (cur_time < best_time) {
best_time = cur_time;
for (int j = 0; j < n; j++) {
best_seq[j] = cur_seq[j];
}
}
} else {
tmp = cur_seq[a];
cur_seq[a] = cur_seq[b];
cur_seq[b] = tmp;
}
}
T *= alpha;
}
}
int main() {
srand(time(NULL));
printf("请输入作业数和机器数:");
scanf("%d%d", &n, &m);
printf("请输入每个作业在不同机器上的执行时间:\n");
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < m; j++) {
scanf("%d", &time[i][j]);
}
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
best_seq[i] = i;
}
sa();
printf("当前最优解:");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", best_seq[i]);
}
printf("\n当前最短完成时间:%d\n", best_time);
return 0;
}
```
代码中,calc_time函数用来计算完成时间,sa函数用来实现模拟退火算法。最后,我们通过输入测试数据来验证代码的正确性。
阅读全文